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天然气指南

以太坊区块链上的天然气，其用途，细微差别及其实用性指南.ConsenSys 2018年5月23日发布于2018年5月23日

在2018年1月1日至2018年1月3日之间，在以太坊区块链上执行交易的平均成本增加了187％. 原因与“汽油”的价格上涨有关，“汽油”是用来表示在以太坊上运行的成本的计量单位。随着人们竞争优先交易，一月初网络流量的增加给天然气价格带来了上行压力。我们将探索的天然气是以太坊区块链的基本和有用的元素。但是，无疑这给管理带来了混乱和挫败感，特别是对于那些开始在区块链上进行交易的人而言.

如果将以太坊网络上的天然气（非常高的水平）与信用卡公司使用卡所收取的交易费用进行比较，我们会发现天然气和天然气价格的概念和波动性引起了混乱和潜在的问题。如今，客户永远不会直接使用信用卡交易费。费用是相对标准的，由信用卡公司确定，隐藏在商品或服务的费用中，并且不会被错误处理，以至使您赔钱并使交易无效.

区块链技术的优势在于缺乏中央机构来制定费用，确定罚款并阻止任何他们希望的交易，从而有效地将人们从消费经济中剔除。但是，要求分布式分类账经济中的每个参与者（无论背景，专业知识，使用频率或使用原因如何）了解天然气的技术功能以确保其交易（方便地完成）都不是可扩展的用户体验。。从长远来看，dApp开发人员将找到简化用户与天然气互动的方法，以增强客户体验并降低无效交易的风险。然而，与此同时，至关重要的是我们了解天然气的基础，其效用以及存在的原因.

以太坊虚拟机和气体

讨论天然气需要引入以太坊虚拟机（EVM）。从较高的角度来看，EVM是在区块链上执行智能合约的环境。以太坊网络中的每个节点都运行以太坊区块链，它们共同构成了EVM，即图灵完备的世界计算机。在EVM中，智能合约是通过一系列操作执行的。换句话说，以太坊区块链上的交易可以启动智能合约，该合约由一系列顺序操作组成-所有这些操作均在EVM内发生.

在以太坊区块链上，每个操作（其中许多操作可以组合在一起以创建一个唯一的智能合约或交易）需要一定数量的计算能量或工作量才能执行。由于矿工必须消耗能量才能完成这些操作，因此创建了一个计量单位，以监视和补偿矿工在交易和智能合约上花费的工作。该度量单位称为气体。天然气是以太坊区块链独有的一种计量单位，用于衡量在EVM中运行交易或智能合约所需的计算工作。执行一项操作所需的能量越多（即一段更复杂的代码），所需的气体就越多.

气体本身不存在。换句话说，它不能被拥有；一个人不能拥有“加油令牌”。而是，每单位气体的价值以ETH表示。例如，一个操作可能会花费3瓦斯，相当于0.00004 ETH。因此，如果用ETH来衡量天然气，那为什么不仅仅去除天然气而直接用ETH来表示每次操作的成本呢？乙醚的价格波动并不是秘密（在同一1月1-3日的时间范围内，价格上涨了25％）。但是，执行特定事务所需的计算能力保持不变。例如，无论以太币的价格如何，在1月1日和1月3日在以太坊上执行“加法”操作的天然气成本均相同.

因此，存在气体的概念，以将运行一项操作的计算成本与以太的市场价值区分开来。无论价格如何波动，操作的天然气成本（即所需的能源）保持不变。天然气成本不容易改变；但是，每个单位气体所代表的醚含量很容易改变。因此，如果以太币的价格飞涨，网络可以减少每种气体所代表的以太币数量，从而使购气者的成本保持恒定。.

气体成分

广义上讲，天然气可以分为三个概念：天然气成本，天然气价格和天然气限额：

煤气费 代表运行每个操作所需的气体单位。在黄皮书中预先确定了以太坊区块链上每个操作的气体成本。例如，进行“加法”操作的汽油成本为3汽油，并且无论以太币的美元价值如何，都将保持3汽油。这种澄清为我们为什么使用天然气而不是将乙醚直接与运营成本相关联提供了进一步的见解。网络无法轻松更改运行一次操作所需的天然气量，而以太坊中的天然气价格可以轻松响应以太坊的波动性或网络流量.

汽油价格 是醚中气体单位的值。汽油价格以“ Gwei”为单位。一个Gwei是十亿Wei，而Wei是以太的最小单位。网站如 ethgasstation.info 在网络上发布平均汽油价格，但用户可能愿意为自己的交易设置更高的汽油价格，以便矿工优先考虑。矿工保留用户附加到交易中的气体（或更准确地说，是代表气体的以太币支付）。因此，他们将优先考虑与汽油价格较高相关的交易，而不是与汽油价格较低的其他交易相关的交易.

气体极限 是一个人愿意花在特定交易上的最大天然气量。气体限制可以并且通常大于交易所需的实际气体量。如果用户指定的气体限制太低（即交易中的操作总共需要比用户附加到交易的气体更多的气体），那么矿工将完成交易，直到气体用完为止。到那时，矿工将保留费用（因为他们花费时间和精力执行尽可能多的操作），交易将失败，并且区块链会将交易记录保持为“失败”。存在气体限制，以保护用户和矿工免受错误代码或恶意攻击的损失（对用户而言）和能源（对矿工而言）.

为何存在气体?

天然气的成分，其效用以及对于没有经验的用户来说可能会遇到的陷阱预示着一个问题—为什么天然气首先存在？概括地说，以太坊区块链上存在天然气来解决三个原因：财务，理论和计算上的原因.

这 金融的 天然气的目的是激励矿工将时间和精力用于执行交易和智能合约。更复杂的操作需要更多的计算，因此需要更多的气体。如果用户希望优先处理其交易，则他/她可能会要求较高的汽油价格，因此可能会说服矿工更快地处理该交易。实施权益证明后，天然气作为能源补偿将变得更加重要。由于矿工将不再获得以太币作为开采区块存在的奖励，因此在区块链上消耗能量的财务奖励将来自处理交易.

这 理论的 目的是调整网络参与者的激励措施。许多区块链理论讨论了如何在不信任的环境中缓解有害或恶意行为者。 Gas通过调整用户之间的经济激励来部分解决此问题。激励矿工在网络上工作，并激励用户避免行为不佳或编写恶意代码，因为他们正在冒着自己以太坊（以天然气的形式）的危险.

这 计算的 气体背后的原因可以追溯到计算理论的一个古老的基础方面-停止问题。暂停问题是仅通过查看描述和输入值来确定某个程序是否将停止运行或将永远运行的问题。 1936年，艾伦·图灵（Alan Turing）确定，任何机器都不可能解决停机问题。在EVM中，这意味着矿工永远无法开始处理交易，并且100％知道交易不会永远持续下去。对于天然气-具体来说，就是天然气限额-交易中总是会附着有限数量的天然气。即使矿工开始处理被编码为无限期继续的交易（无论是由于漏洞还是对网络的攻击），天然气最终将耗尽，交易将结束，并且仍将对矿工进行赔偿.

往下看

对于开始与以太坊区块链进行交互的用户而言，gas可能是一个令人生畏且令人生畏的概念。将汽油价格设置得太低，您的交易就不会处理-太高了，您可能会多付钱。指定的汽油费用太低，您的交易将在完成之前失败（但您仍然需要为此付费）。 100％的时间将知识，实施和成功的重担放在用户身上，这可能不是可扩展的模型。随着越来越多的dApp进入市场，他们将需要专注于客户体验，并希望将天然气的管理视为垂头丧气的果实。然而，归根结底，网络上的参与者始终可以返回原始区块链，并亲自管理交易的天然气，天然气成本和天然气限额，而在两者之间没有任何平台，服务或公司。从某种意义上讲，那就是区块链的美丽.

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