Filecoin專欄 | 詳解Filecoin 手續費模型--超額燃燒_GAS:COI

前言：Filecoin主網上線前，作者曾寫文章分析過Filecoin手續費模型，討論過關于Filecoin改用EIP-1559設計后的手續費計算模型和優缺點。在討論計算模型時，默認為理性的交易發送者不會設置超過Gas燃燒闕值，但在現實情況中，官方給定的設置卻出現了Gas超額燃燒的不理性的結果。

本文作為《Filecoin手續費模型-EIP1559》(https://zhuanlan.zhihu.com/p/234700165)的姊妹篇，進一步分析了Filecoin的手續費模型中的超額燃燒，并介紹一種降低超額燃燒費的方法。

作者|?litianc

來源|??Blockcasting&BitTribeLab?

“AOFEX理財挖礦—Staking”開啟FIL鎖倉質押:據官方消息，AOFEX理財挖礦—Staking 開啟FIL鎖倉質押專場。本次鎖倉質押最低起購 1FIL，用戶質押無上限，幣種總額度 50,000 枚 FIL。

“AOFEX理財挖礦—Staking”將圍繞平臺使命“讓數字金融普惠大眾”，為用戶數字資產創造收益價值。

AOFEX數字貨幣金融衍生品交易所，旨在為用戶提供優質服務和資產安全保障。[2021/3/29 19:26:12]

Filecoin的手續費回顧

在之前的文章中，我們介紹了Filecoin采用EIP-1559的方案，用于解決惡意設置GasLimit的問題。我們從宏觀層面分析了交易手續費的計算模型和主要影響因素。?

當時，由于理解有限，文中將GasLimit直接套用在Gas實際燃燒的概念上，但是這樣的描述是不準確的。理論上，這樣計算出的結果已接近實際FIL消耗，但在特定情況下會有最多10%的偏差，這一偏差就是我們中所說的超額燃燒費。?

Gate.io 已完成11月14日FIL代幣轉化分發，總量約1.3萬枚:據官方公告，Gate.io今日（11月14日）已經根據用戶FIL6持倉情況完成FIL分發，總計約1.3萬枚，用戶可在賬戶賬單明細中查看詳情。目前Gate.io已經支持Filecoin（FIL）現貨交易，充值提現，杠杠交易，幣幣理財，永續合約交易，三倍ETF交易等全線系列產品和服務。詳情點擊原文鏈接。[2020/11/14 20:48:59]

那么，為什么會有超額燃燒，在何種情況下會產生超額燃燒呢？

超額燃燒的由來

我們知道，Gas是由交易發送者支付的Filecoin鏈上資源消耗對應的燃料數量，類比汽車行駛一段距離需要消耗相應的汽油xx升。

與以太坊相似的，Filecoin的Gas也有GasLimit和GasUsed的概念。

GasLimit：表示該筆交易最多消耗燃料數量，由交易發送方設置。GasUsed：表示交易上鏈所消耗的燃料數量，在交易上鏈之后計算出來。與以太坊不同的是，Filecoin區塊中包含的所有消息的GasLimit之和不得超過BlockGasLimit；而以太坊是統計所有消息的GasUsed之和。

Filecoin第一輪太空競賽將于9月15日早上5:59落下帷幕:Filecoin官方在Slack發布消息，表示第一輪太空競賽將于北京時間9月15日早上5:59落下帷幕，但是關于最終排名的計算可能還需要花費幾天時間。

在第一輪太空競賽結束前，官方表示希望能為礦工帶來更好的參與體驗，這些體驗包括：交易機器人將優先派單給交易成功率低于80%的礦工、第一輪太空競賽的排名將選取礦工最高算力等等。

第一輪太空競賽結束后，官方將對交易機器人和競爭機制進行一些升級，交易機器人最早將于北京時間時間9月21日晚20時恢復。

此前，Filecoin官方發布博客，表示將于9月14日到10月5日開啟第二輪太空競賽。[2020/9/14]

一個有趣的知識點：由于Filecoin的區塊鏈采用DAG結構，一個Tipset中可以有多個區塊，同一高度下的區塊順序由下一個Tipset的區塊統計。因此，交易產生的GasUsed只有在下一個Tipset的區塊上鏈后才能被準確計算出來。

達鴻飛：Filecoin為下一代互聯網提供了必要的基礎設施:金色財經現場報道，8月23日，在成都舉辦的“全球區塊鏈算力大會暨新基建礦業峰會”上，分布式科技CEO達鴻飛做了主題為《Reimagine Distributed Storage》的演講。達鴻飛表示，建設下一代的互聯網，需要底層的基礎設施，IPFS+Filecoin提供了必要的基礎設施，其價值體現在免許可免信任的存儲網絡服務，連接閑置存儲資源建立低成本的全球存儲市場，內容尋址降低存儲冗余。但IPFS+Filecoin也存在缺陷，比如僅支持冷數據的存儲，缺少容災機制等。[2020/8/23]

正是由于設計的差異，決定了Filecoin需要對Gas進行更復雜的設計，于是就有了Gas超額燃燒的概念。Gas超額燃燒的設計出現在EIP-1559上線之前，它與EIP-1559并不沖突，可以把它看作是比EIP-1559更基礎的Gas模型規則。

超額燃燒的計算

分析 | 繼Telegram后 美國SEC或會對Filecoin和DFinity下手:歷史上代幣融資金額最高的top 50項目，排名融資史第二名的TON已經被美國SEC盯上了，下一個融資金額巨大、并且代幣還沒有流通的項目，就是Filecoin和DFinity，很有可能，這兩個項目之一會成為SEC的下一個目標。Filecoin在2017年8月得到了紅杉資本、USV等頂級投資機構共5200萬美元的天使輪融資后，通過ICO募資2億美元。這在當時可以排在融資歷史第二，僅次于Tezos。可Filecoin的主網已經推遲了4次，投資者也一直沒有收到FIL代幣。Dfinity（DFN）也是名震一時的項目，連V神都評價Dfinity可能是以太坊最有力的潛在競爭者。2018年8月，Dfinity完成1.95億美元的融資，Polychain Capital、Multicoin Capital這些頂級投資機構均參投。不過Dfinity的開發進度也遇到了問題，原計劃今年上半年的主網也推遲到了下半年發布，甚至還有可能再次推遲。FIL和DFN目前均沒有在市場流通，這非常符合SEC的「用戶畫像」，TON與SEC現在的關系與處理方式也許會成為Filecoin和Dfinity的經驗。（區塊律動）[2019/10/15]

Gas超額燃燒：當GasLimit和GasUsed之間的差異較大時，需要燃燒的額外Gas量。

根據GasLimit與GasUsed的數值，我們將Gas分為三種情況：

GasLimit較接近GasUsed時，認為GasLimit設置合理:GasOverestimationBurn=0GasLimit明顯大于GasUsed時，認為GasLimit設置不合理:GasOverestimationBurn=GasLimit-GasUsed當GasLimit處于上述兩者之間時，認為這是一個過渡范圍，采用拋物線進行擬合：GasOverestimationBurn=(GasLimit-1.1*GasUsed)*(GasLimit-GasUsed)/GasUsed?

GasOverestimationBurn=(k-1.1)*(k-1)*GasUsed

接下來，采用控制變量法，假設GasUsed=30000，橫軸為k，縱軸為GasOverestimationBurn，得出Gas超額燃燒曲線，如下圖：

從Gas超額燃燒曲線，我們能夠看出當GasLimit設置越高，超額燃燒也就越高；GasLimit越接近GasUsed，超額燃燒也就越少，在合理的GasLimit條件下，超額燃燒為0。?

正常情況下，Filecoin客戶端只需要在設置GasLimit時，比預估的Gas設置稍高一點，就能實現“零”超額燃燒。但是現實卻是，官方代碼中給定的默認系數k=1.25，因此現階段鏈上的大多數的交易都產生了超額燃燒費用。這究竟是一個Feature，還是一個Bug呢？讓我們繼續往下分析。

Feature還是Bug

通過官方社群交流平臺的記錄和github上的問題追蹤，我們最終確定這是由一個Bug引發的官方修改。在主網上線3個月后，社區成員提交的一個(https://github.com/filecoin-project/lotus/issues/5066)。

報告內容是ProveCommitSector交易類型的Gas評估在特定條件下會有40%左右的評估偏差，從而導致Gas溢出、交易出錯。為了避免Prove交易的Gas溢出問題，官方經過反復調整，最終還是把默認系數設置為1.25。

在v1.4.2的版本中，經過我們對自建節點三種交易類型的數據分析，得出以下結論：

?Prove交易的評估偏差波動較大，最低與最高相差40%；PreCommitSector交易的有一定偏差，但偏差波動較小；SubmitWindowedPoSt交易能準確評估。超額燃燒優化

上述三種交易是當前Filecoin網絡礦工消耗手續費最多的交易類型。如果能夠減少這三類交易的超額燃燒，甚至做到“零”超額燃燒，對礦工來說可以節省不小的開銷。?

我們對超額燃燒進行優化的基本思路是根據不同的交易類型分別實現。目前能夠直接實現“零”超額燃燒的交易有PreCommit交易和WindowedPoSt交易；對于Prove交易，需等到共識部分的代碼完善后才能實現最理想的優化。?

因此，對于不同階段的礦工，可操作的優化方法和優化空間也有所不同。?

對于算力已經穩定，只需要發送WindowedPoSt交易的礦工，優化的操作比較簡單：可以直接調整mpool中的評估系數GasLimitOverestimation，直至“零”超額燃燒。

對于正在增加算力的礦工，則需要權衡Gas超額燃燒的收益與Gas溢出的風險，結合節點新增算力的速度和交易的歷史數據，計算出最適合自身節點的評估系數。?

如果有代碼修改能力的礦工，可以嘗試在mpool的源代碼中修改不同的交易類型的評估系數，從而實現當前手續費的最優化。

總結

超額燃燒費是Filecoin區塊鏈搭建之初的基礎設計，它的實現不受后來的EIP-1559的影響。這部分費用本身是帶有一定懲罰屬性的，法不責眾，理論上Filecoin的所有的交易都應當很容易避免超額燃燒。目前官方正在通過底層數據結構修改來進行完善，以減少Prove交易的Gas評估偏差。

我們相信普遍的超額燃燒情況只是一個短期的狀態，通過技術升級最終將解決這一問題。那時，生態應用開發者和用戶不必知曉底層復雜的概念邏輯，可以把注意力更多地投入到業務設計和產品體驗中。

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