[论文解读] Transaction Fee Mechanism Design for the Ethereum Blockchain: An Economic Analysis of EIP-1559

Tim Roughgarden|arXiv (Cornell University)|Dec 1, 2020

Banking stability, regulation, efficiency被引用 41

一句话总结

本论文分析 EIP-1559 的交易费机制，考察其博弈论属性、激励兼容性，以及对费率、效率和矿工行为的潜在影响，并与一次性出价拍卖及替代设计进行比较。

ABSTRACT

EIP-1559 is a proposal to make several tightly coupled additions to Ethereum's transaction fee mechanism, including variable-size blocks and a burned base fee that rises and falls with demand. This report assesses the game-theoretic strengths and weaknesses of the proposal and explores some alternative designs.

研究动机与目标

• 评估 EIP-1559 在以太坊交易费方面的博弈论优势与劣势。
• 评估 EIP-1559 是否为用户和矿工带来激励兼容的结果。
• 分析 EIP-1559 如何影响费率估算、市场效率，以及链下协议或共谋的潜在可能性。
• 提供对 EIP-1559 的替代设计及其权衡的比较讨论。

提出的方法

• 描述以太坊的第一价格交易费机制的现状。
• 详细说明 EIP-1559 的基础费燃烧、可变区块大小和小费机制。
• 建立一个具有 gas 限额、价值和出价的矿工与用户的形式模型，以评估激励兼容性。
• 证明 1559 机制对目光短浅的矿工是激励兼容的，并且通常对用户也是如此。
• 探讨更长期的矿工共谋情景以及其他设计替代方案。

实验结果

研究问题

• RQ1 在区块时间尺度上，EIP-1559 是否为矿工和用户提供激励兼容的结果？
• RQ2 在更长时间范围内，EIP-1559 能否遏制链下协议与矿工-用户共谋？
• RQ3 在多大程度上，EIP-1559 改善用户费率估算并降低费率波动？
• RQ4 在激励兼容性和用户体验方面，替代设计的比较如何？
• RQ5 基础费燃烧对 ETH 供应和交易经济学的潜在影响是什么？

主要发现

• EIP-1559 可以通过在需求快速上升之外更容易进行费率估算来改善用户体验。
• 基础费调整和可变区块大小有助于在需求波动期间降低费率方差和延迟。
• 在目光短浅的矿工之下，EIP-1559 机制在短时间尺度上具有激励兼容性，并且可与一次出价拍卖相比。
• 在典型假设下，EIP-1559 对某些链下共谋和双花类型担忧仍然具有鲁棒性，尽管也讨论了极端的共谋情景。
• 基础费燃烧可以温和地降低 ETH 通胀，作为一种收入端效应而非主要设计目标。
• 该机制提出了若干替代设计（例如将基础费支付给矿工、固定小费，或前向费用分摊）并讨论了它们的权衡。