以太坊上高额交易费用的原因及解决方案

最近，以太坊上的交易费用非常高。一次代币交换有时需要超过1000美元的Gas费用，这是什么原因？

本文解释了潜在原因，并介绍了一种可以显著降低Gas费用的新解决方案。

为什么Gas费用这么高？

图1. 以太坊上的疯狂Gas费用（来源：etherscan.io）

在以太坊上，Gas费用由两个数字决定：(1) Gas价格 X，以及 (2) 燃 gas 费用 Y。交易的Gas费用就是 X * Y。

X 是交易发起者提供给矿工的一个数字，以使矿工优先处理该交易。比如图1中的 1263 gwei 表示 X = 1,263,000,000,000。X 由交易发起者选择，可以是任何数字。X 越大，交易被处理的可能性越高。

本质上，X 的值是动态的，取决于以太坊网络的繁忙程度。由于以太坊网络的吞吐量有限，目前仅为每秒30笔交易，因此很容易出现拥堵。当网络拥堵发生时，矿工的队列中会有许多待处理交易，而交易在队列中的位置由 X 决定。在这种情况下，交易发起者需要设置一个高 X 来优先处理他们的交易。

Y 是另一个衡量交易计算成本的数字。与 X 不同，Y 取决于执行交易所需的计算资源，而不会随着网络拥堵而改变。因此，Y 是一个静态数字，由智能合约决定——由交易执行的代码。

图2. Uniswap 的Gas成本大约为130,000（来源：etherscan.io）

例如，Uniswap 的智能合约在代币交换交易中平均需要 130,000 的费用。也就是说，对于 Uniswap，Y = 130,000。虽然 Y 在不同的智能合约中有所不同，基本上取决于代码的复杂性，但通过代码优化，Y 可能会大大降低。

GreenCore：一种EVM字节码优化技术

图3. GreenCore

GreenCore 是一种自动优化智能合约字节码以降低其Gas费用的技术，即 最小化 Y 来处理交易。

图3展示了 GreenCore 的全景图，它的输入是智能合约的已部署代码（字节码序列），通过超级优化器进行优化，然后输出另一序列的优化字节码。

GreenCore 基于 计算机程序的优化理论。GreenCore 输出的代码与输入代码的格式相同，可以无更改地部署到区块链上。此外，输出代码在功能上等于输入代码：在区块链允许的所有场景下，输出代码始终会产生与输入代码相同的状态转变（注意以太坊区块链是一个状态机）。

GreenCore 的基石是一个由 最大化约束执行（Maximal Concolic Execution） 驱动的自动化超级优化器，这是一种由编程语言研究社区开发的代码验证技术。最大化约束执行能够系统地探索每一个代码路径，将路径条件编码为数学公式，并使用 SMT（满足度模块理论）求解器 检查路径不变性。然后超级优化器可以识别优化机会，如无用计算、冗余计算、较便宜的计算等，以在每个代码路径中最小化Gas费用。

最终，通过在保持路径不变性和状态转变不变性的同时，迭代变换输入代码的中间图形表示来实现优化。

有关更多细节，请参考 我们的论文。

示例：GreenSwap，一种Gas优化的Uniswap

基于 GreenCore，我们开发了 GreenSwap (https://app.greenswap.tech)，这是一个基于 Uniswap V2 和 V3 的高度优化的交易所。与 Uniswap 相比，GreenSwap 将Gas费用降低了多达 55%（平均超过 30%）。

图4. 在某个案例中，GreenSwap 的Gas费用低于60,000（来源：etherscan.io）

图4展示了一笔交易记录。GreenSwap 的Gas费用低于 60,000。

图5. GreenSwap 与 Uniswap 的已部署字节码比较

图5展示了 GreenSwap 与 Uniswap 的已部署字节码。GreenSwap 的字节码大小几乎比 Uniswap 小 18倍。这表明在 Uniswap 中，由 GreenCore 识别出丰富的优化机会。一旦 GreenSwap 被广泛部署和 DeFi 用户使用，将节省大量交易费用。

图6. GreenSwap 的快照（2021年8月26日）

GreenSwap 已支持 ETH/USDC 之间的交换。对于用户来说，使用 GreenSwap 的方式与 Uniswap 相同。图6展示了快照。GreenSwap 使用与 Uniswap V2/V3 相同的价格预言机，并且保证每笔交易的汇率与 Uniswap 一致，但交易费用大大降低。

• 原文链接： sec3.dev/blog/why-gas-fe...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～