GAS:EIP-3529：减少gas返还

简单总结

移除SELFDESTRUCT的gas返还，减少SSTORE的gas返还到一个较低水平，使得返还的量仍然相当大，但不会像现在高到可以被利用的地步。

原因

最初引入SSTORE和SELFDESTRUCT的gas返还是为了鼓励应用开发者写应用时能践行“良好的状态卫生”，清理不再需要的存储槽与合约。但是，结果证明这项技术带来的效率远低于预期，gas返还还带来多项未预料到的有害后果：

gas返还导致GASToken的出现。GasToken有益于把gas空间从低费用阶段转移到高费用阶段，但它也对网络有坏处，尤其是加剧状态大小膨胀(由于状态槽被有效用作“电池”来积攒gas)和低效地堵塞区块链gas使用。

gas返还加剧区块大小变化。一个区块实际消耗的gas量的理论最大值是接近名义上的gaslimit(因为返还会增加同一区块里后面交易的gas空间，尽管返还的gas最多是该笔交易消耗gas的50%)。这一点不是致命的，但影响还是相当不好，特别是返还可以被用来维持比EIP-1559使用两倍gaslimit更长的峰期。

规范

Tim Beiko：钱包应针对EIP-1559带来的Gas费用政策改变来改善用户体验:9月18日消息，以太坊核心开发者会议协调人Tim Beiko在推特上表示，MetaMask的UI/UX开发者Jake Lee Haugen在Trenton Van Epps组织的EIP-1559复盘会上称，目前80%的MetaMask用户从未进入过“编辑 Gas”的界面。Tim Beiko表示，目前钱包在用户体验设计上最大的挑战在于从之前针对不同交易速度需求来设置Gas费用转换为现在平时的“支付当前所需费用”，以及网络拥堵时“等待高峰期结束”、“设置全网最高的交易费”一类的需求。而目前很多钱包团队已经意识到了这个问题并正在朝这个方向进行开发。[2021/9/18 23:35:17]

参数

对于存在block.number>=FORK_BLOCK的区块，需要作下列变更。

星火矿池市场负责人邱晓栋：我们还是反对EIP 1559，但无法阻挡实施:7月25日，“2021世界区块链大会·杭州”在杭州未来科技城学术交流中心进行。在 “伦敦升级在即，EIP-1559开启以太坊新时代？”圆桌论坛上，星火矿池市场负责人邱晓栋表示：目前EIP 1559对交易的性能以及参与DeFi的手续费并没有节省什么成本。我们还是坚持反对立场，但本质上结果已经不可阻挡。预计8月4日、5日会进行部署，最近还有很多言论说到2022年，这也是谣言。我们自己的程序员也在测试过程中发现EIP 1559的测试网的确有BUG，有BUG还要在8月4日这么短的时间内部署，看来决心很强，因为这是集体开发者通过的，所以反对的声音还在。我们的立场不变，但结果肯定不会改变，我们只是说期待它的上线能让DeFi的使用者清楚地知道什么是BaseFee，什么是矿工的小费。（巴比特）[2021/7/25 1:14:19]

1.移除SELFDESTRUCT的返还

2.用SSTORE_RESET_GAS+ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST(EIP-2929+EIP-2930合力下的4,800gas)取代SSTORE_CLEARS_SCHEDULE

EIP-3675提案在Github上发布:7月23日消息，昨日，ConsenSys研究员Mikhail Kalinin在Github上为EIP-3675创建了一个??拉取请求，首次将链合并正式成为改进提案。开发人员Tim Beik还计划在7月23日的以太坊核心开发者会议期间讨论EIP。（Cointelegraph）[2021/7/23 1:10:51]

3.把交易后的最大返还gas量减少到gas_used//NEW_MAX_REFUND_QUOTIENT

原理阐释

EIP-2200引入了返还的三种情况：

1.如果原始值是非零，新值是零，添加SSTORE_CLEARS_SCHEDULE的gas量到返还计算器

2.如果原始值是零，当前值是非零，新值为零，添加SSTORE_SET_GAS-SLOAD_GAS(当前是19,900)的gas量到返还计算器

3.如果原始值是非零，当前值是一个不一样的非零值，新值等于原始值，添加SSTORE_RESET_GAS-SLOAD_GAS的gas到返还计算器

在这三种情况里，只有(1)会启动gastoken且允许区块在执行上消耗超过区块gaslimit的gas。(2)不具有这个特点，因为要获得19,900的gas返还，同一个存储槽必须在之前从零改为非零，这需要消耗20,000gas。无法从一个存储槽获得gas并用它来编辑另一个存储槽，意味着它不能被用作gastoken。另外，获得返还需要恢复存储的写入和扩展，使得返还的gas不会增加客户端处理区块的工作量。(3)是相似的：只有当同一个存储槽在之前已经消耗了5,000gas的时候才能获得4,900gas返还。

分叉监控工具计算块哈希的库没有EIP-1559支持，导致其报告的区块哈希值与区块浏览器和节点不同:以太坊开发者Tim Beiko表示，以太坊测试网Ropsten激活伦敦升级后，分叉监控工具报告的区块哈希值与区块浏览器和节点不同，但是所有字段和两组哈希都是一致的。这是一个工具问题而不是共识问题，分叉监控工具计算块哈希的库没有EIP-1559支持，因此计算是不同的。[2021/6/25 0:05:50]

此EIP处理第一种情况。我们可以通过使用一个相似的“配对”变元来确定在何种条件下gastoken是不可用的(例如，你不可以在一个存储槽里获得比你的输入更多的gas)，将每一笔返还映射到同一笔交易的同一个存储槽的前一笔支出。当一个存储槽的原始值是非零值，如果它被改为0时，有两个可能性：

1.这可能是存储槽第一次被设置为零。在这种情况下，我们可以把这个时间与SSTORE_RESET_GAS+ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST第一次读取和编辑存储槽的最小开销进行配对。

2.这可能是存储槽第二次被设置为零或被设置为零后的情况。在这种情况下，我们可以把这个事件与最近一次数值从零改为其他值，且SSTORE_CLEARS_SCHEDULE的gas从返还中被移除的变元进行配对。

观点：NEAR协议抢先实施EIP-1559 但效果可能适得其反:开放性网络平台NEAR Protocol （NEAR）已于近日迎来主网。该网络目标是与以太坊竞争，争夺智能合约开发者。与此同时，NEAR也采用了EIP-1559提案，而根据加密货币研究员Hasu的分析表明，NEAR所采用的设计可能存在严重的错误，这会导致市场有强烈的动机来规避其目前的机制，从而产生适得其反的效果。EIP-1559大大改变了当前以太坊的费用模型，其带来了很多实质性的好处，其中之一是使用户更容易预测费用，几乎完全消除了出价过高的情况。乍一看，NEAR完全是复制了以太坊的EIP-1559。

例如，以太坊中每个区块的最大费用变化为12.5%，区块时间大约为12-13秒，而在NEAR中，每秒区块时间的最大变化为1%。但再细看，NEAR所实施的EIP-1559有两个大的不同：1.用户无法在协议中打赏（激励）区块生产者；2.它向智能合约支付基础费用的30%。综合考虑，NEAR的解决方案不仅不能改善结果，反而会使结果变得更糟。通过禁止向区块生产者支付费用，NEAR的解决方案会鼓励形成一个交易优先权的“黑市”。通过向应用开发者增加一个强制租金，其只会强迫应用向用户退款，甚至可能在此过程中破坏它的EIP-1559。（Deribit Insights）[2020/10/20]

对于第二次或之后的情况，SSTORE_CLEARS_SCHEDULE?的值是什么并不重要，因为那个gas大小的返还是与相同大小的清除返还相匹配的。这就只剩下第一种情况了。为了确保存储槽上消耗的gas总量为正，我们需要SSTORE_CLEARS_SCHEDULE<=SSTORE_RESET_GAS+ACCESS_LIST_STORAGE_KEY_COST。因此，此EIP只把SSTORE_CLEARS_SCHEDULE减少到那两项开销的总和。

此EIP的另一个原因是，清除还未被读取的数据(通常是“无用”数据)是不会有净返还的，但清除被读取过的数据(通常是“有用”数据)还继续会有净返还。

向后兼容性

返还当前仅在交易执行后应用，因此无法对执行中任何特定可用的调用框架造成影响。因此，清除它们将不会破坏任何代码的执行，尽管它将使得一些应用变得经济上不可行。

Gastoken会变得没有价值。DeFi套利机器人今天经常不是使用已有的gastoken方案就是一个定制的，以减少链上的开销，这得益于重写它们的代码以清除对那些不再有用的gas存储机制的调用。

然而，完全保留在new=original=0!=current?里的返还，以及保留在其他nonzero->zero情况里的一些返还能确保一些接收(和值得)更好的gas开销待遇的关键用例能持续获益。例如，zero->nonzero->zero的存储设置模式保持只需消耗大约100gas。这些模式包括两个重要实例：

?反重入锁(通常在一个子调用开始前从0变为1，当子调用结束时再变回0)

?ERC20授权与发送(当代币转移得到授权，"授权值"会从零变成非零，然后在代币转移过程中恢复到零)

对清除存储激励的影响

对之前关于移除返还的EIP(EIP-3298和EIP-3403)的批评是这些EIP完全消除了把一个值设为零的激励，相当于鼓励用户不要完全清除一个存储槽(即使他们想这么做)，哪怕他们想再次使用该存储槽的几率是最小的。

举一个例子，如果你有一个单位的ERC20代币，且你要送出或卖出你的所有余额，你可以只给出0.999999个单位，把剩余的留下。如果你想在未来重新放入更多该种代币到同一个账户，你仅需要为SSTORE支付5,000gas(2,100用于读取+2,900用于非零变为非零的设置)而不是22,100(20,000用于零到非零值的设置)。今天，这部分的gas会被清除存储获得的15,000gas返还所抵消，因此，如果你有超过15000/17100=87.7%的把握会再使用这个存储槽，你才会有动力这样做；按照EIP3298或EIP3403的设定，抵消激励这部分是不存在的，因此，如果你再次使用该存储槽的可能性是大于0的，设为非零值会更好。

对于剩下的4,800gas返还，如果你觉得再次使用某个存储槽的几率大于4800/17100=28.1%，你才有保持该存储槽为非零的动力。这并不是完美的，但它可能高于一般人在清除了他们的全部余额后在同一个地址重新获得同一代币的几率。

gas返还的上限是所消耗gas量的1/5，这意味着这种返还仅够用于增加处理一个区块所需的存储写入操作量最多为25%，限制了利用这个机制进行以存储写入为重点的拒绝服务攻击。

测试用例

EIP-2929的gas开销

注意，“热”和“冷”存储槽之间是有区别的。这个表展示了EIP-2929下的值，假定所有变动过的存储槽都已经是“热”状态(区别是一次性消耗2,100gas)。

减少了的返还后

如果通过把SSTORE_CLEARS_SCHEDULE从15,000变为4,800（以及去除selfdestruct的返还)，减少了部分的返还，下面是是一个对比表。

安全考虑

返还对于事务执行时不可见的，因此这不会对事务执行逻辑产生任何影响。

如果我们不计算后来重置回零的零到非零的SSTORE，在一个区块里执行的最大gas消耗量受到gaslimit的限制。不计算这些事可以的，因为如果这样的SSTORE被重置了，存储不会被扩展，客户端实际上不需要调整默克尔树；gas消耗是可以返还的，但客户端对这些操作码的处理通常也会被取消。如果new_value=original_value，客户端应该保证不会进行存储写入；这是自以太坊创世以来的一次谨慎优化，但它现在变得更重要了。

来源|?eips.ethereum.org

作者|VitalikButerin&MartinSwende

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