你可能以为 Gas 就是手续费——付钱买服务，付得多就快一点。
这个理解会让你看不懂 EIP-1559 为什么要那样设计，也看不懂为什么"某条链 Gas 很便宜"这句话经常是个坏消息。
打个比方
Gas 更像电表 + 电价 + 用电配额三样东西合在一起：
电表 量出你到底用了多少 —— 也顺便保证了"用完就停"
电价 每一度电该收多少，要反映真实成本
配额 整个电网这一刻只有这么多电，谁出价高谁先用
⭐ 把它只当"手续费"，等于只看到了中间那一项。
一、Gas 做三件事
⚠️ 很多人只知道 Gas 是"手续费"，但它同时承担三项完全不同的职责：
① 保证终止
⭐ 每条指令消耗 Gas，耗尽则强制中止
⟹ 死循环不会拖垮全网（第 21 讲）
② 为资源定价，防止 DoS
每条指令的价格应反映它对节点的真实成本
⟹ 2016 年上海攻击正是因为这条没做好（第 21 讲第八节）
③ 分配稀缺的区块空间
区块 Gas 上限是硬的，谁出价高谁先进
⟹ 这是一个拍卖市场
⭐ 第 ③ 项是最容易被忽略的：Gas 不只是"付给节点的报酬"，它更是一套稀缺资源的配给机制。理解这一点，才能理解 EIP-1559 为什么要那样设计。
二、计量与计价分离
一个精妙的设计决定：
Gas 量 —— 由【协议】规定，⭐ 每条指令花多少 Gas 是共识规则的一部分
Gas 价格 —— 由【市场】决定，用户出价，单位是 wei/Gas
最终费用 = Gas 量 × Gas 价格
⭐ 为什么要分开：
"一次 SSTORE 消耗多少计算资源"是一个【技术事实】，不随币价变化。
"一次 SSTORE 值多少钱"是一个【市场判断】，随币价和需求剧烈波动。
⟹ 如果混在一起，币价涨十倍就得改一次协议。
⟹ ⭐ 分开之后，协议只管技术，市场只管价格。
⚠️ 注意 Gas 量本身也需要维护——第 21 讲的上海攻击和 EIP-150 就是例子。技术事实不变，但我们对它的估计会变。
三、用户侧的两个参数
gasLimit —— 我最多愿意消耗多少 Gas
gasPrice —— 我愿意为每单位 Gas 付多少（1559 后拆成两个，见第五节）
⚠️ gasLimit 设错的两种后果不对称：
设太低：⚠️ 执行到一半 Gas 耗尽
⟹ 状态变更【全部回滚】，
但【已消耗的 Gas 不退】——你付了钱，什么都没得到
设太高：只是预扣多一些，用不完的会退回
唯一的代价是余额被临时占用
⭐ 所以 gasLimit 应该往高了设。 钱包的"预估 Gas"通常会在模拟结果上加一个缓冲，正是这个道理。
一个陷阱：预估是在当前状态下模拟的，而交易真正执行时状态可能已经变了（别人的交易先执行了）。这是"预估通过但实际失败"的常见原因。
四、一价拍卖的三个失败
EIP-1559 之前，费用机制是一价拍卖（first-price auction）：你出多少就付多少，矿工按价格排序打包。
三个问题：
① ⚠️ 用户无法合理定价
出价的正确值取决于"别人出了多少"，而你看不到。
⟹ 要么大幅超付（多付几倍很常见），
要么出价太低，交易卡在池子里几小时。
② 矿工有动机制造拥堵
全部费用归矿工。
⟹ 矿工可以故意留空区块空间抬高价格，
甚至自己发垃圾交易填满区块（成本是付给自己）。
③ 价格剧烈波动
一个热门 NFT 铸造能让全网 Gas 价格瞬间涨十倍，
⟹ 而这与其他用户的交易毫无关系。
⭐ 注意第 ② 条的性质：这不是"矿工不道德"，而是机制设计上的激励错位——费用的收取者，同时也是供给的控制者。
五、EIP-1559
⭐ 三样东西里，EIP-1559 动的是电价和配额：基础费按拥堵自动调（价格随供需走，不再靠所有人竞猜），弹性区块给出短时的余量。电表那一项它一点没改。
伦敦升级（2021 年）把费用拆成两部分：
总费用 = gasUsed × (baseFee + priorityFee)
│ │
│ └─▶ 给验证者的小费（用户自定）
└─▶ ⭐ 由协议算出，并且【被销毁】
用户设两个上限：
maxFeePerGas —— 我愿意付的总上限
maxPriorityFeePerGas —— 我愿意给的小费上限
实际支付 = min(maxFeePerGas, baseFee + maxPriorityFeePerGas)
⭐ 多余的自动退回
基础费怎么算
⚠️ 先说清楚一个前提：区块 Gas 上限不是协议写死的常数，而是由出块者逐块投票微调的——每个区块最多把上限改动 ±1/1024。⭐ 所以它会随社区共识缓慢漂移（历史上从 800 万一路上调，2021 年后长期在 3000 万，2025 年起继续上调）。下面用一个具体取值来演示机制，重要的是那个反馈规则，不是这个数字。
设区块 Gas 上限 = 3000 万
⭐ 目标用量 = 上限的一半 = 1500 万
baseFee(n+1) = baseFee(n) × ( 1 + (gasUsed − target) / target / 8 )
⭐ 两个关键性质：
① 每个区块的变化被限制在 ±12.5%
（满块 gasUsed = 2×target ⟹ +1/8 = +12.5%；空块 ⟹ −12.5%）
② ⭐ 它是一个【反馈控制器】：
区块超过一半满 ⟹ 涨价 ⟹ 需求下降
区块不到一半满 ⟹ 降价 ⟹ 需求上升
⟹ 长期把平均用量稳定在目标值附近
涨得有多快？
连续满块时：1.125ⁿ
n = 9 ⟹ 约 2.9 倍
n = 10 ⟹ 约 3.2 倍
⭐ 也就是【约 2 分钟】基础费就能涨到 3 倍。
⟹ 突发需求会被迅速定价出去，而不是让交易无限期堆积。
为什么必须销毁基础费
这是 EIP-1559 最重要也最容易被误解的部分。
如果基础费付给验证者：
⚠️ 第四节的问题 ② 原封不动——
验证者仍然可以通过制造拥堵推高基础费来自肥。
销毁之后：
验证者只拿小费，而小费是用户自愿给的、竞争性的一小部分。
⟹ 推高基础费对验证者【没有直接收益】
⟹ 激励错位被消除
⚠️ 销毁 ETH 的通缩效应是副作用，不是目的。 把 EIP-1559 说成"为了让 ETH 通缩"是把因果搞反了——销毁是为了修复激励，通缩只是后果。
EIP-1559 没有降低费用
这是最常见的误解。
费用的高低由【供需】决定：
供给 = 区块空间（EIP-1559 没有增加它）
需求 = 用户想做多少交易（EIP-1559 没有减少它）
⟹ ⭐ 均价不变是必然的。
它真正改善的是：
✅ 费用【可预测】：基础费公开可见，且变化有上界
✅ 大幅减少【超付】：不再需要盲目高出价
✅ 消除了验证者操纵拥堵的动机
✅ ⭐ 区块弹性：上限是目标的两倍，突发需求有缓冲空间
一句话：EIP-1559 解决的是"费用估计"问题，不是"费用高"问题。后者只能靠扩容（第六单元）。
六、冷热访问与访问列表
第 21 讲提到状态访问的真实成本远高于计算。EIP-2929（柏林升级）按此重新定价：
首次访问（冷） 再次访问（热）
读一个存储槽 SLOAD 2100 100
访问一个账户 2600 100
⭐ 理由直接对应硬件现实：
第一次访问 ⟹ 一次随机磁盘 I/O（第 12 讲的 MPT 随机访问问题）
第二次访问 ⟹ 已在内存缓存里
⟹ ⭐ 价格应该反映这个差别，否则要么高估要么低估
EIP-2930 访问列表让交易可以预先声明它要访问哪些地址和槽：
好处：⭐ 预声明的项目按"热"价格计费（付一个较低的预付费）
⟹ 对于确定要多次访问的场景更便宜
但更深的意义在别处：
预声明读写集正是并行执行的前提（第 11 讲讲的 Solana 做法）。
访问列表为以太坊未来的并行化埋了一条路。
七、Gas 退款为什么被砍
早期设计：清空一个存储槽可以退 Gas（因为它减少了状态）。这个善意的设计被两次滥用：
① Gas 代币（GST2、CHI）
⭐ 在 Gas 便宜时【故意写入】一堆无用的存储槽，
在 Gas 贵时清空它们领退款。
⟹ 等于把便宜时的 Gas "存起来"，是一种套利
而它的净效果是【永久增加了状态膨胀】——
写入的垃圾数据在被清空前一直占着所有节点的磁盘
② 让实际执行量超过区块上限
退款让一个区块的【净】Gas 消耗低于实际执行量，
⟹ 于是一个 3000 万 Gas 的区块可能实际执行了 4000 万 Gas 的工作
⟹ 破坏了 gasLimit 作为"最坏情况执行时间"保证的作用
EIP-3529（伦敦升级）的修复：
① 退款上限从 gasUsed/2 降到 gasUsed/5
② 清空存储槽的退款从 15000 降到 4800
③ ⭐ 完全取消 SELFDESTRUCT 的退款
⟹ Gas 代币彻底失去经济性
⭐ 这里的教训值得记住：
任何"负成本"的操作都会被套利。 设计激励时，“鼓励清理状态"是好意图，但只要退款可以被预先制造出来再兑现，它就变成了一个可交易的期权。
八、Go：EIP-1559 与 Gas 计量
package gas
import "math/big"
const (
ElasticityMultiplier = 2 // 区块上限 = 目标的 2 倍
BaseFeeChangeDenominator = 8 // ⭐ 每块最多变化 1/8 = 12.5%
MinBaseFee = 7 // wei
)
// NextBaseFee 实现 EIP-1559 的基础费调整。
// 它是一个反馈控制器：超过目标就涨价，低于目标就降价，
// 把长期平均用量稳定在 target 附近。
func NextBaseFee(parentBaseFee *big.Int, parentGasUsed, parentGasLimit uint64) *big.Int {
target := parentGasLimit / ElasticityMultiplier
if parentGasUsed == target {
return new(big.Int).Set(parentBaseFee)
}
if parentGasUsed > target {
// 涨价：delta = baseFee × (used − target) / target / 8
delta := new(big.Int).Mul(parentBaseFee, new(big.Int).SetUint64(parentGasUsed-target))
delta.Div(delta, new(big.Int).SetUint64(target))
delta.Div(delta, big.NewInt(BaseFeeChangeDenominator))
if delta.Sign() == 0 {
delta = big.NewInt(1) // 保证至少涨 1 wei，避免长期卡住
}
return new(big.Int).Add(parentBaseFee, delta)
}
// 降价
delta := new(big.Int).Mul(parentBaseFee, new(big.Int).SetUint64(target-parentGasUsed))
delta.Div(delta, new(big.Int).SetUint64(target))
delta.Div(delta, big.NewInt(BaseFeeChangeDenominator))
next := new(big.Int).Sub(parentBaseFee, delta)
if next.Cmp(big.NewInt(MinBaseFee)) < 0 {
return big.NewInt(MinBaseFee)
}
return next
}
// EffectiveGasPrice 计算实际支付的每单位 Gas 价格，以及给验证者的小费。
// baseFee 部分被销毁，只有 tip 归验证者——这消除了操纵拥堵的动机。
func EffectiveGasPrice(baseFee, maxFee, maxPriorityFee *big.Int) (paid, tip *big.Int, ok bool) {
if maxFee.Cmp(baseFee) < 0 {
return nil, nil, false // 出价低于基础费，交易根本无法进块
}
// tip = min(maxPriorityFee, maxFee − baseFee)
room := new(big.Int).Sub(maxFee, baseFee)
tip = new(big.Int).Set(maxPriorityFee)
if tip.Cmp(room) > 0 {
tip = room
}
paid = new(big.Int).Add(baseFee, tip)
return paid, tip, true
}
// ─────────── 冷热访问计量（EIP-2929） ───────────
const (
ColdSloadCost = 2100 // 首次读一个存储槽：对应一次随机磁盘 I/O
WarmStorageReadCost = 100 // 再次读：已在缓存里
ColdAccountAccess = 2600
)
type AccessList struct {
warmSlots map[[52]byte]bool // 地址(20) + 槽(32)
warmAccounts map[[20]byte]bool
}
func NewAccessList() *AccessList {
return &AccessList{
warmSlots: make(map[[52]byte]bool),
warmAccounts: make(map[[20]byte]bool),
}
}
// SloadCost 返回读一个槽的成本，并把它标记为热。
func (a *AccessList) SloadCost(addr [20]byte, slot [32]byte) uint64 {
var key [52]byte
copy(key[:20], addr[:])
copy(key[20:], slot[:])
if a.warmSlots[key] {
return WarmStorageReadCost
}
a.warmSlots[key] = true
return ColdSloadCost
}
// Prewarm 处理 EIP-2930 访问列表：交易预声明的项目直接标记为热。
// 更深的意义：预声明读写集是并行执行的前提（第 11 讲）。
func (a *AccessList) Prewarm(addrs [][20]byte, slots map[[20]byte][][32]byte) {
for _, ad := range addrs {
a.warmAccounts[ad] = true
}
for ad, ss := range slots {
for _, s := range ss {
var key [52]byte
copy(key[:20], ad[:])
copy(key[20:], s[:])
a.warmSlots[key] = true
}
}
}
// CappedRefund 实现 EIP-3529：退款上限为已用 Gas 的 1/5。
// 上限存在的原因：无上限的退款会让区块【实际执行量】超过 gasLimit，
// 破坏 gasLimit 作为"最坏情况执行时间"的保证。
func CappedRefund(gasUsed, refund uint64) uint64 {
max := gasUsed / 5
if refund > max {
return max
}
return refund
}
九、本讲小结
- ⭐ Gas 同时做三件事：保证终止、为资源定价防 DoS、分配稀缺的区块空间。第三项最容易被忽略，但它是理解 EIP-1559 的钥匙。
- 计量与计价分离：Gas 量是协议规定的技术事实，Gas 价格由市场决定。⟹ 币价波动不需要改协议。
gasLimit设错的后果不对称：太低会消耗 Gas 却什么都得不到，太高只是临时占用余额。所以应该往高了设。- 预估 Gas 是在当前状态下模拟的，而执行时状态可能已变——这是"预估通过但实际失败"的常见原因。
- 一价拍卖的三个失败：用户无法定价（大幅超付）、矿工有动机制造拥堵自肥、价格剧烈波动。第二条是机制设计的激励错位——费用收取者同时是供给控制者。
- EIP-1559 把费用拆成基础费（协议算出、销毁）+ 小费（给验证者）。基础费按"目标是上限一半"做反馈控制，每块变化限制在 ±12.5%，连续满块约 10 个块（2 分钟）能涨 3 倍。
- ⭐⭐ 销毁基础费是必需的，不是为了通缩：付给验证者的话，操纵拥堵自肥的动机原封不动。通缩是副作用，不是目的。
- EIP-1559 没有也不可能降低费用——它没改变供给也没改变需求。它解决的是"费用估计"问题，不是"费用高"问题。
- 冷热访问定价（EIP-2929）直接对应硬件现实：首次访问是随机磁盘 I/O，之后在缓存。访问列表（EIP-2930）更深的意义是为并行执行埋路。
- Gas 退款被砍的两个原因：Gas 代币套利（且它净效果是永久增加状态膨胀）、以及退款让区块实际执行量超过 gasLimit。
- 普遍教训：任何"负成本"的操作都会被套利。 只要退款能被预先制造再兑现，它就变成一个可交易的期权。
思考题
- Gas 的三项职责中，哪一项在比特币里不存在？为什么比特币不需要它？
- 如果 Gas 量和 Gas 价格不分离（直接用固定的 wei 计价），币价上涨十倍会发生什么？
- 为什么
gasLimit设太低会"付了钱什么都得不到”？这与REVERT的行为有什么不同？ - 一价拍卖下，矿工自己发交易填满区块的"成本"是多少？为什么这构成激励错位？
- 基础费从 10 gwei 开始，连续 5 个满块后是多少？连续 5 个空块后呢？
- 如果基础费付给验证者而不是销毁，EIP-1559 还能解决哪些问题、不能解决哪些？
- “EIP-1559 让 Gas 变便宜了”——用供需分析说明这句话为什么不成立。真正能降低费用的是什么？
- 冷访问 2100 而热访问 100，差 21 倍。这个比例是怎么定的？如果定成 5 倍会有什么风险？
- 描述 Gas 代币的完整套利流程。它对全网状态造成了什么净影响？
- 除了 Gas 退款，你还能想到区块链里哪些"负成本"设计可能被套利？