GAS:Filecoin专栏 | 详解Filecoin 手续费模型--超额燃烧_ECO

前言：Filecoin主网上线前，作者曾写文章分析过Filecoin手续费模型，讨论过关于Filecoin改用EIP-1559设计后的手续费计算模型和优缺点。在讨论计算模型时，默认为理性的交易发送者不会设置超过Gas燃烧阙值，但在现实情况中，官方给定的设置却出现了Gas超额燃烧的不理性的结果。

本文作为《Filecoin手续费模型-EIP1559》(https://zhuanlan.zhihu.com/p/234700165)的姊妹篇，进一步分析了Filecoin的手续费模型中的超额燃烧，并介绍一种降低超额燃烧费的方法。

Filecoin网络近24小时产出34.7万枚FIL:据IPFS100报道，Filfox浏览器数据显示，Filecoin网络当前区块高度为1078198，全网有效算力为10.153EiB，总质押量约为1.0709亿枚FIL，活跃矿工数为3138个，每区块奖励为24.1293FIL，近24小时产出346973枚FIL，24小时平均挖矿收益为0.0328FIL/TiB，目前FIL流通量为166073003。当前销毁27762283枚FIL。当前FIL最新价格为72.6美元。

目前有效算力排名前三的分别为：f0127595（MetaverseInfrast）以132.70PiB暂居第一，f0688165（MetaverseInfrastructure）以114.96PiB位居第二，f0142720（RRM-雅典娜）以116.09PiB位居第三。

注：根据Filecoin官方释放规则，Filecoin将于2021年10月15号迎来第二次减产。[2021/9/3 22:57:55]

作者|?litianc

FIL跌破190美元关口 日内跌幅为17.73%:火币全球站数据显示，FIL短线下跌，跌破190美元关口，现报189.5美元，日内跌幅达到17.73%，行情波动较大，请做好风险控制。[2021/4/2 19:38:43]

来源|??Blockcasting&BitTribeLab?

Filecoin的手续费回顾

在之前的文章中，我们介绍了Filecoin采用EIP-1559的方案，用于解决恶意设置GasLimit的问题。我们从宏观层面分析了交易手续费的计算模型和主要影响因素。?

当时，由于理解有限，文中将GasLimit直接套用在Gas实际燃烧的概念上，但是这样的描述是不准确的。理论上，这样计算出的结果已接近实际FIL消耗，但在特定情况下会有最多10%的偏差，这一偏差就是我们中所说的超额燃烧费。?

那么，为什么会有超额燃烧，在何种情况下会产生超额燃烧呢？

超额燃烧的由来

Filecoin与Longhash Ventures合作推出生态加速器Filecoin Frontier:去中心化存储项目Filecoin与Longhash Ventures合作推出Filecoin生态项目加速器Filecoin Frontier，Frontier将为开发者提供2万美元的前期资金资助及其他资源支持，开发者可于11月15日前申请。[2020/10/2]

我们知道，Gas是由交易发送者支付的Filecoin链上资源消耗对应的燃料数量，类比汽车行驶一段距离需要消耗相应的汽油xx升。

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

GasLimit：表示该笔交易最多消耗燃料数量，由交易发送方设置。GasUsed：表示交易上链所消耗的燃料数量，在交易上链之后计算出来。与以太坊不同的是，Filecoin区块中包含的所有消息的GasLimit之和不得超过BlockGasLimit；而以太坊是统计所有消息的GasUsed之和。

时空云科技赖楚航：联合挖矿可以降低Filecoin的投资和技术门槛:7月1日19:00，IPFS中国社区发起人、时空云科技董事长赖楚航与FILPool合伙人胡锋，共同做客抹茶周三见，就《IPFS是否是第二个以太坊》进行主题分享。

赖楚航表示：“Filecoin挖矿还非常复杂，不管是技术难度还是投资门槛都很高。进行Filecoin网络存储挖矿，除了需要硬件配置、网络带宽等基础条件以外，质押和惩罚机制要求矿工有非常高的运维能力，所以一般非专业矿工无法参与Filecoin的存储挖矿。但通过联合挖矿的方式，可以降低普通用户的参与门槛。矿工通过矿机托管或者直接租用矿池的设备(云算力)，可以直接参与挖矿，这是目前普通矿工参与Filecoin网络建设最简单的方式。“[2020/7/1]

一个有趣的知识点：由于Filecoin的区块链采用DAG结构，一个Tipset中可以有多个区块，同一高度下的区块顺序由下一个Tipset的区块统计。因此，交易产生的GasUsed只有在下一个Tipset的区块上链后才能被准确计算出来。

Cobo Custody及200家客户将率先支持Filecoin:亚洲领先的钱包开发及数字资产托管服务商Cobo Custody宣布即将率先支持Filecoin，其合作的200多家客户可第一时间、零成本接入Filecoin，无需额外开发。

Filecoin作为2020年备受瞩目的项目，通过token激励模式在IPFS上构建了一个去中心化存储市场，主网预计将于今年8月中下旬正式上线。

Cobo Custody是面向全球机构客户与合格投资者的钱包开发及数字资产托管服务。作为亚洲最大的托管机构，Cobo Custody以最高安全级的HSM加密机、多重签名及冷热分离存储为安全保障基础，已服务于交易所、钱包、资管平台等200多家机构客户。[2020/6/30]

正是由于设计的差异，决定了Filecoin需要对Gas进行更复杂的设计，于是就有了Gas超额燃烧的概念。Gas超额燃烧的设计出现在EIP-1559上线之前，它与EIP-1559并不冲突，可以把它看作是比EIP-1559更基础的Gas模型规则。

超额燃烧的计算

Gas超额燃烧：当GasLimit和GasUsed之间的差异较大时，需要燃烧的额外Gas量。

根据GasLimit与GasUsed的数值，我们将Gas分为三种情况：

GasLimit较接近GasUsed时，认为GasLimit设置合理:GasOverestimationBurn=0GasLimit明显大于GasUsed时，认为GasLimit设置不合理:GasOverestimationBurn=GasLimit-GasUsed当GasLimit处于上述两者之间时，认为这是一个过渡范围，采用抛物线进行拟合：GasOverestimationBurn=(GasLimit-1.1*GasUsed)*(GasLimit-GasUsed)/GasUsed?

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

接下来，采用控制变量法，假设GasUsed=30000，横轴为k，纵轴为GasOverestimationBurn，得出Gas超额燃烧曲线，如下图：

从Gas超额燃烧曲线，我们能够看出当GasLimit设置越高，超额燃烧也就越高；GasLimit越接近GasUsed，超额燃烧也就越少，在合理的GasLimit条件下，超额燃烧为0。?

正常情况下，Filecoin客户端只需要在设置GasLimit时，比预估的Gas设置稍高一点，就能实现“零”超额燃烧。但是现实却是，官方代码中给定的默认系数k=1.25，因此现阶段链上的大多数的交易都产生了超额燃烧费用。这究竟是一个Feature，还是一个Bug呢？让我们继续往下分析。

Feature还是Bug

通过官方社群交流平台的记录和github上的问题追踪，我们最终确定这是由一个Bug引发的官方修改。在主网上线3个月后，社区成员提交的一个(https://github.com/filecoin-project/lotus/issues/5066)。

报告内容是ProveCommitSector交易类型的Gas评估在特定条件下会有40%左右的评估偏差，从而导致Gas溢出、交易出错。为了避免Prove交易的Gas溢出问题，官方经过反复调整，最终还是把默认系数设置为1.25。

在v1.4.2的版本中，经过我们对自建节点三种交易类型的数据分析，得出以下结论：

?Prove交易的评估偏差波动较大，最低与最高相差40%；PreCommitSector交易的有一定偏差，但偏差波动较小；SubmitWindowedPoSt交易能准确评估。超额燃烧优化

上述三种交易是当前Filecoin网络矿工消耗手续费最多的交易类型。如果能够减少这三类交易的超额燃烧，甚至做到“零”超额燃烧，对矿工来说可以节省不小的开销。?

我们对超额燃烧进行优化的基本思路是根据不同的交易类型分别实现。目前能够直接实现“零”超额燃烧的交易有PreCommit交易和WindowedPoSt交易；对于Prove交易，需等到共识部分的代码完善后才能实现最理想的优化。?

因此，对于不同阶段的矿工，可操作的优化方法和优化空间也有所不同。?

对于算力已经稳定，只需要发送WindowedPoSt交易的矿工，优化的操作比较简单：可以直接调整mpool中的评估系数GasLimitOverestimation，直至“零”超额燃烧。

对于正在增加算力的矿工，则需要权衡Gas超额燃烧的收益与Gas溢出的风险，结合节点新增算力的速度和交易的历史数据，计算出最适合自身节点的评估系数。?

如果有代码修改能力的矿工，可以尝试在mpool的源代码中修改不同的交易类型的评估系数，从而实现当前手续费的最优化。

总结

超额燃烧费是Filecoin区块链搭建之初的基础设计，它的实现不受后来的EIP-1559的影响。这部分费用本身是带有一定惩罚属性的，法不责众，理论上Filecoin的所有的交易都应当很容易避免超额燃烧。目前官方正在通过底层数据结构修改来进行完善，以减少Prove交易的Gas评估偏差。

我们相信普遍的超额燃烧情况只是一个短期的状态，通过技术升级最终将解决这一问题。那时，生态应用开发者和用户不必知晓底层复杂的概念逻辑，可以把注意力更多地投入到业务设计和产品体验中。

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