原力研究 | 如何核算Filecoin网络上的Gas费

之前撰写了一篇《一文读懂Filecoin Gas费供需现状与超额燃烧》文章，收到一些用户的反馈。基于有部分用户不太理解如何运用该公式，这次我们分享一下如何一步步核算Gas费，从矿工的角度来看如何支付Gas比较适合，避免转账失败或迟到账的情况。

首先我们先回顾下Filecoin网络的近况。

1）居高不下的信息数量超过100万

信息数量过多是导致网络拥堵的直接原因，其本质是Filecoin网络TPS不足，每个区块只能够完成几百笔信息的打包，间接影响了Block Gas Limit。

（图一）11月14日-12月13日Filecoin信息数量，来源：IPFS原力区，2020-12-15

假如一个区块的Block Gas Limit只能容纳100箱子，市场上五个矿工分别有10、20、30、40、50（Gas Limit）个箱子需要打包运输，因区块只能打包不超过100的数量。那么在这个区块只能装（10+20+30+40）或者（40+50）。

那么大家会问，能否提高区块的容纳量？目前来说很难实现，主要从安全性和经济收益说起。

安全性。我们都知道“蒙代尔不可能三角定律”：效率、安全性和“去中心化”无法同时实现。在目前技术水平上，升级其中一个指标不可避免地牺牲其他两个指标。假如提高TPS，很多数据不能及时上传的话，会逐步削弱去中心化的性能，在影响去中心化的同时也影响着网络的共识和安全性。

经济收益。假如提高区块链的容纳量，就会导致很多信息延迟上传，就容易出现空块或者孤块，降低矿工收益。即便是延长区块时间，Filecoin网络原本每日2880高度，减少每日产块无疑是减少区块奖励。所以从经济收益角度上看，扩大容纳量会降低矿工的收益。

从安全和经济收益角度看，目前尚未有一种可直接降低Gas的策略，不过最近官方也提及到FIP-08提案聚合提交PreCommitSector 消息，通过合并消息降低网络拥堵，减少Gas消耗；还有一种提高TPS但是不失安全性的方式，即是扩容区块，从而实现Block Gas Limit上限的提升，同时提高矿工硬件的性能，继续投入新的硬件，这种方式对矿工来说不太友好。

2）Gas费=基本燃烧费（BaseToBurn）+小费（Miner Fee）+超额燃烧费（OverEstimateToBurn）

之前超额燃烧文章有提及过，协议实验室官方不太提倡使用过高的Gas费，所以会对超额的部分做一些惩罚，即是超额燃烧费。下文，我们以某一Gas费为例子，展开计算说明。

（图二），来源：filfox.info，2020-12-14

小费（Miner Fee）

当 BaseFee + GasPremium > GasFeeCap，Miner Fee=Gas Limit*（GasFeeCap-BaseFee）

当 BaseFee + GasPremium ≤GasFeeCap，Miner Fee=Gas Limit*GasPremium

BaseFee、GasPremium和GasFeeCap分别是三种费率，BaseFee针对基本燃烧费，GasPremium针对小费费率，GasFeeCap针对总的支付费率。官方对小费设定了一个参数，主要是为了让GasFeeCap与两者的关系BaseFee + GasPremium，尽可能地支付更少的小费。

目前按市场上的消息小费都是BaseFee + GasPremium ≤GasFeeCap，即是Miner Fee=Gas Limit*GasPremium，代入上图数据得出

因为图二的Burn Fee是包含基本燃烧费和超额燃烧费，所以我们需要计算出两个值。

基本燃烧费（BaseToBurn）

我们都知道BaseToBurn=Base Fee*Gas Used，代入图二数据计算得

超额燃烧费（OverEstimateToBurn）

对于超额燃烧费Filecoin为gas设定了一个指标Over，主要是为了避免使用过高的Gas费，其中Over=Gas Limit-11/10*Gas Used。

（图三）Over指标，来源：IPFS原力区，2020-12-15

根据之前文章的内容可知，整理后，我们需要得知Gas Limit/Gas Used的范围。图三是我们整理了11月14日-12月14日的Gas Limit/Gas Used，大多数都是在1.2-1.3范围内，所以可用以下公式。

（图三）《一文读懂Filecoin Gas费供需现状与超额燃烧》，来源：IPFS原力区，2020-11-08

以上图二的数据为例，先求得Gas Limit/Gas Used=439951486/352018389=1.24979688490081，符合图三条件，代入Over求得超额燃烧费

代入以上求出的OverEstimateToBurn和BaseToBurn，Burn Fee=OverEstimateToBurn+BaseToBurn=0.0515588402332158+1.37788616484047=1.4294450050FIL，即是图二的Burn Fee费用。

所以实际总支付的Gas费为OverEstimateToBurn+BaseToBurn+Miner Fee，多余的部分会被退回去。

3）如何设定费用能驱动矿工打包？

矿工打包两个主要步骤：检查Gas Fee Cap是否比目前Base Fee大，以及Gas Premium是否足够大。

Gas Fee Cap是否比目前Base Fee大。因为Gas Fee Cap是用户能支付的最大费率，假如费率过低会三倍惩罚矿工。例如，本来一笔转账用户需要支付10元，但是用户填写了最大能支付9元，但是矿工由于忽略打包完成了，差额1元需要矿工支付，同时还要额外2倍惩罚，即2元，所以总的来说差额部分会对矿工造成三倍惩罚（3元）。因为现在一天信息超过百万条，矿工有可能会因为忽略了这一点造成严重的FIL惩罚。

确保了信息可以打包后，矿工需要权衡自己的利益是否最大？

Gas Premium是否足够大。这块主要是涉及矿工的利益，Gas Premium越大矿工获得手续费会较多（当BaseFee + GasPremium ≤GasFeeCap时），因为Miner Fee=Gas Limit*GasPremium，即使矿工获得利益最大。否则就会如图二的数据，Gas Fee Cap为19.57nanoFIL很大，但是Gas Premium为1 attoFIL，实际给到矿工的利益很小，市场行为就会延后打包。

所以用户需要快速转账时，需要先确保Gas Fee Cap是否比Base Fee大，以及Gas Premium是否足够大，这样才能确保转账被即使执行。

该以上建议适合用户使用，对于矿工仅供参考。因为矿工每日需要打包信息较多，需要更为精密的计算才能保障Gas费的合理使用，由于过于复杂，不在此展开。

本文主要为用户解答一些问题，虽然Filecoin网络过于拥堵，导致矿工无法顺利增长算力。但是笔者相信随着FIP提案优化，机制或者技术会逐步解决Gas费高昂的问题。

因为Filecoin的夙愿是成为Web 3.0的基建，未来道阻且长，希望众投资者耐心等候。

PS：本文仅给用户提供一种计算方案，不做投资建议。

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