以太坊2.0早期分析：Gas费不会立刻减少，摆脱「贵族链」还需分片与L2

人们对以太坊 2.0 抱着极大期望，但普遍存在误解，认为“以太坊 2.0 将降低 Gas 费”。

这句话有两处需要解释：首先，2.0 的升级是一个长期的过程，预计年内完成的“合并”，并不会降低 Gas 费，而真正能降低 Gas 费的是“分片”；其次，即使完成分片，也只能确保降低 L2 的 Gas 费，至于 L1 则可能永远是“贵族链”。

Gas 费本质上就是能源价格，因此它是由供需关系决定的。这里的供给就是可供计算与存储的空间，即可扩展性，具体衡量标准就是 TPS 高低与区块大小。

你当然可以像马斯克所希望的那样，将以太坊的出块时间加快 10 倍，将区块大小增加 10 倍，这样就能将手续费减少 100 倍，实现过程也很容易，只需修改两个参数即可，但这样最终的结果就是把以太坊改造成了另一条类似 Polygon 或 BSC 的区块链。事实上，为了兼顾去中心化，以太坊的区块大小和出块时间基本已经达到理论极限。

因此剩下的路线就只有提高 TPS 了，然而以太坊 1.0 与 2.0 的合并不会提高网络的计算能力。这便解释了第一个误区，“合并”完成后，以太坊的 Gas 费不会有任何变化，改变的只是出块方式（出块时间略有下降，但影响不大）。从另一个角度来说，更重要的可能是消除“浪费能源”的指责。

真正能提高 TPS 的是分片技术，但分片是一个过程，而非像合并一样的一个瞬间，因此目前还很难预估最终的 TPS。根据已有信息，目前我们能确定的是第一阶段会上线 64 条分片链，但这并不意味着以太坊的容量将增加 64 倍，因为分片链的容量与当前以太坊并不相等。合理的预估是每条链的容量将是现在的 1/3 至 1/2，因此整体大小将增加约 21-32 倍。按照目前进度，这一切预计要到 2023 年末才能完成。

然而，即使一切如期进行，也并不意味着 L1 的 Gas 费能够下降。回到前面提到的，价格由供需决定，我们刚才只是计算了供给的变化，却忽略了需求。即使保守估计，以太坊未来的交易量也至少还有 5 倍涨幅，若币价也涨 5 倍，那么以美元计算的 Gas 费就没有太大变化。

也许部分人认为 64 条分片链只是处在第一阶段，最终将增加到 1024 条。这只是停留在理论阶段，实际上这里牵涉到一个“最小节点数”的问题。分片会分散节点，因此单个分片链的安全度没有现在的以太坊高。为了确保分片链不会被轻易攻击，也为了网络有足够的的冗余（包括数据可用性采样），最小节点数至少上百。因此，目前很难证明拥有数百个分片链的区块链是合理的。

随着需求量的逐渐增加，L1 的 Gas 费只会越来越高，我们所谓的降低 Gas 费事实上是指 L2。L2 会创建一个独立于 L1 的链下交易执行环境，并在处理完交易之后将计算结果上传到任意一条分片链上。本质上这反映的还是区块链的不可能三角问题，以太坊之所以不能大幅提升可扩展性正是受制于去中心化。而 Rollups 不需要关注这些，只需要专注于提高交易效率，由 L1 来负责安全性和去中心化。因此，Rollups 不存在最小节点数的问题，其维护成本很低，自然也就没有数量上限。

目前的 OP Rollup 上的 Gas 费是以太坊上的 1/8-1/3，ZK Rollup 上的 Gas 费预计将是以太坊上的 1/100-1/40。因此分片完成后，ZK Rollup 上的 Gas 费将进一步缩小至 1/7000-1/3000。这里需要解释为何分片能显著减少 L2 的 Gas 费却不一定能减少 L1 的，原因有二。其一，分片链的数量是有实际上限的，而 L2 的数量却可以不断增加，因此可以满足需求的无限膨胀。其二，以太坊具备储藏价值，其价格很可能随着加密市场的不断扩大而水涨船高，但 L2 的治理 token 却只是燃料，如果太贵就没人愿意消费了。

不仅如此，L2 上交易量越大，购买 L1 区块空间时所支付的总费用就越高，因此未来可能出现 L2 Gas 费逐渐降低而 L1 Gas 费逐渐上升的现象。或许到那时 L1 上交易活动全部都是来自 L2 的数据上传，再也找不到个人用户的踪影了。

参考资料：

1、https://vitalik.ca/general/2021/05/23/scaling.html

2、https://www.youtube.com/watch?v=b1m_PTVxD-s&t=1979s

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