引言

近期，以太坊社區圍繞潛在的Gas上限提升展開了熱烈討論。提高Gas上限的想法直觀上是合理的，因為它符合用戶對更高交易吞吐量的需求，並反映了網絡容量隨時間的自然增長。許多研究人員和社區成員對此表示強烈支持，認為以太坊已經為這一變化做好了準備，並且這是直接提升以太坊可擴展性的適時舉措。

這一提案在更廣泛的社區中也獲得了顯著關注。例如，社區創建了pumpthegas.org等網站，以普及Gas上限增長的基礎知識，並指導驗證者如何更改其節點設置。此外，另一個網站gaslimit.pics則積極跟蹤支持提高Gas上限的驗證者進展。截至2024年12月21日，該網站數據顯示，已有25%的以太坊驗證者調整了其客戶端配置，支持Gas上限的提升。如果超過50%的驗證者達成共識並修改客戶端配置，以太坊的Gas上限將開始上調，並在新的目標水平上穩定下來。

（來源）

值得注意的是，這一提案與以太坊以 Rollup 為中心的路線圖有所不同。與近期專注於 Rollup 擴展和 Blob 交易的可擴展性改進（如EIP-4844和EIP-7691）不同，提高 Gas 上限是一種 L1 擴展方案。

儘管這一提議令社區的部分成員感到興奮，但它也引發了研究人員的擔憂，認為這可能會對以太坊去中心化和安全性等核心價值觀構成潛在風險。批評者警告稱，最極端情況下更大的區塊大小可能會加重共識層的負擔，並提高驗證者的硬件要求，從而可能威脅到網絡的穩定性。

本文探討了 Gas 上限提案的起源、其潛在影響，以及當前討論背後的技術考量和其他相關因素。

提高以太坊Gas上限的提案歷史

提高以太坊 Gas 上限的想法已經討論了一段時間。在2024年1月的以太坊 AMA（Ask Me Anything）會議上，Vitalik Buterin 提出，將 Gas 上限提高至40M可能符合摩爾定律，並反映出硬件能力的持續提升。

值得注意的是，自2021年4月以來，以太坊的Gas上限已超過三年未作調整，儘管在此期間硬件技術有了顯著進步。如今，許多人認為，以太坊應該考慮這些發展並作出相應調整。

最近，一些提案則集中在一個更具雄心的目標上：將 Gas 上限翻倍至 60M。儘管這一目標代表了一個重大飛躍，並且引起了廣泛的興奮，但也引發了關於其潛在風險的擔憂。60M 被廣泛視為一個長期目標，而非短期內的實際目標。2024 年 12 月，Toni Wahrstätter 提議採取更加謹慎的方法，主張將 Gas 上限逐步提高至 36M，漲幅為 20%，作為更安全的第一步。

目前，將 gas 上限提高到 3600 萬被視為初始里程碑，任何進一步的增加預計都將採取逐步推進的方式。對網絡的密切監控至關重要，以確保以太坊的核心價值——穩定性和去中心化——得以保持。

如何更改區塊 gas 上限？

區塊 gas 限制可以逐步提高，而無需進行分叉或更改網絡規則。相反，驗證者只需修改其配置選項，從而保持向後兼容，並允許根據社區共識進行週期性、靈活的調整。

與普遍認知相反，以太坊的區塊 gas 限制並非固定為 30M。區塊提議者可以在一定範圍內對其進行微調。具體來說，一個區塊的 gas 限制最多可以相對於前一個區塊的 gas 限制變動 1/1024。例如，如果當前區塊的 gas 限制為 3000 萬，那麼下一個區塊可以增加到 30M + 30M × (1 / 1024) = 30,029,296。

以下代碼展示了以太坊節點在 geth 客戶端中的默認行為：如果新區塊的 gas 限制相對於父區塊處於可接受範圍內，則該區塊將被視為有效。

如果連續的區塊提議者都同意提高限制，那麼 gas 限制可以持續增加。例如，達到第一個 36M 里程碑（即增加 20%）在理想情況下——假設驗證者之間達成共識——大約需要 log(1.2) / log(1025/1024) = 187 個區塊 = 38 分鐘。一旦超過 50% 的驗證者同意，增長過程可以加快。

提高 gas 限制可能帶來的影響

讓我們先從 gas 限制增加後的一些較為可預測的影響開始。區塊容量的提升將使當前的區塊鏈需求更容易得到滿足，從而降低 gas 費用。

在短期內，這種 gas 費的降低可能會導致 EIP-1559 機制下被銷燬的 ETH 減少，暫時增加以太坊的淨髮行量。類似的趨勢曾在 EIP-4844 實施後出現，當時由於 Rollup 數據可用性（DA）費用大幅下降，ETH 的銷燬量也隨之減少。gas 限制的增加可能會產生類似的效果，進一步推動短期內的通脹。

然而，從長期來看，較低的交易費用可能會促進更高的網絡活動，因為更多用戶能夠負擔交易成本。這種活動的增加可能會增強以太坊的網絡效應，吸引更多 DApp 並推動更廣泛的採用。隨著以太坊在去中心化應用和金融系統中的重要性提升，ETH 作為貨幣的使用頻率可能會增加。ETH 需求的增長反過來會推動更多的網絡活動，從而為以太坊生態系統創造一個正向反饋循環。

gas 限制提高後，可能促成新的 DApp 發展

除了降低 gas 費用和提高交易流暢度外，單個區塊 gas 限制的增加還可能解鎖全新的應用場景。雖然適度提高到 36M 可能不會帶來顯著變化，但若大幅提升至 60M，則可能支持此前受 30M gas 限制約束的新型 DApp 和交易類型。一些接近或超出當前 30M gas 限制的操作，可能在提高 gas 限制後變得更加高效，甚至首次變得可行。

例如，需要大量 gas 的交易，如 NFT 批量鑄造、大規模代幣空投或 DAO 相關操作，通常會接近或超出當前 30M 的 gas 限制。這些交易往往需要拆分到多個區塊中進行，導致低效、延遲，甚至可能引發安全隱患。下圖展示了一個具體示例，即一次 NFT 批量鑄造交易消耗了超過 28M gas。

交易哈希：0xf99bdd89f7e3186e63d71a4a3ffb53cb5cd1c3190ce3771c966f2a82b3346bee

將區塊 gas 限制提高至 60M 將允許此類操作在單個區塊內完成，從而確保原子性執行。這意味著整個操作要麼完全成功，要麼完全失敗，避免部分執行的不確定性，同時確保參與者的公平性，並減少可能的操縱空間。

除了優化現有用例，更高的 gas 限制還可能為需要高計算量的創新型 DApp 鋪平道路。例如，鏈上 AI 應用（如小規模模型訓練或推理）在更高的 gas 限制下可能變得可行。同樣，更復雜的智能合約，如完全鏈上的遊戲或高度精細的治理機制，也可能在更高容量的環境中蓬勃發展。這些技術進步將擴展以太坊的功能性和吸引力，使生態系統更加多元化。

在許多情況下，將 gas 限制提高一倍可能帶來的好處不僅僅是線性增長，因為它能夠減少交易碎片化，同時解鎖此前難以實現的全新可能性。

提高 gas 限制對區塊鏈不可能三角的影響

提高 gas 限制本質上是為了增強以太坊的可擴展性。然而，在區塊鏈不可能三角的背景下，提高可擴展性往往會以犧牲去中心化或安全性為代價。因此，提高 gas 限制的提案引發了一些質疑，人們擔憂這可能會通過增加驗證者的硬件要求導致中心化，或者因影響共識層的穩定性而削弱安全性。

然而，支持者認為，這並不是以犧牲去中心化或安全性為代價來提升可擴展性。相反，他們將其視為利用硬件性能的進步（如摩爾定律所描述的）來擴展區塊鏈的總容量。從這個角度來看，區塊鏈不可能三角的“整體規模”可以擴大，因為現代硬件的進步能夠提供更高的整體容量，而不會必然削弱以太坊的核心特性。

要評估這種觀點是否成立，必須仔細分析提高 gas 限制可能帶來的潛在風險。在去中心化方面，需要考慮驗證者的硬件要求是否會增加，以及 MEV（最大可提取價值）策略的複雜化。在安全性方面，則需要關注最壞情況下的區塊大小、交易執行時間，這些因素可能會影響區塊被分叉或錯失插槽（missed slot）的概率。

gas 限制增加與區塊大小

提高單個區塊的 gas 限制意味著可以包含更多的 calldata，從而影響最壞情況下的區塊大小。目前，填充無意義 calldata 後的最大區塊大小約為 1.8MB，而如果再加上六個 blobs，則單個插槽內傳播的數據總大小可達到 2.58MB。更高的 gas 限制會進一步增加這一最壞情況的區塊大小，可能導致網絡節點在 P2P（點對點）層的通信出現問題。

最壞情況的區塊大小可能會給共識客戶端在 P2P 層帶來壓力。當 gas 限制超過 40M 時，最壞情況下的區塊大小可能會超出默認客戶端行為所設定的約束，導致部分客戶端無法正常提議或傳播區塊。因此，在顯著提高 gas 限制之前，解決這些約束至關重要。

EIP-7623 可能提供一個解決方案，它通過調整數據可用性交易（data availability transactions）的 calldata 價格，預計可將最壞情況下的區塊大小從 2.58MB 降低至約 1.2MB。要確保未來 gas 限制的穩定增長，採用 EIP-7623 可能是必要的。

此外，實際區塊大小（通常填充交易數據的區塊大小）與區塊被重組（reorged）或錯失插槽的概率存在相關性。對插槽數據（#9526972 至 #10351782）的分析顯示，對於較小的區塊，被成功打包的區塊和被重組/錯失的區塊在大小分佈上幾乎沒有區別。然而，當區塊變大（例如超過 0.25MB）時，發生重組或錯失插槽的概率會顯著增加。

這種相關性可能源於交易執行時間的增加或默認 P2P 行為的影響，而不僅僅是區塊大小本身。雖然觀察到的關係揭示了潛在風險，但並不意味著它們之間存在直接的因果關係。

總的來說，儘管區塊大小的增加可能會影響插槽穩定性，但最壞情況下的區塊大小對 P2P 層的穩健性尤為關鍵。未來提高 gas 限制時，必須配合 EIP-7623 等提案，以有效降低相關風險。

gas 限制增加與交易執行時間

由於 gas 限制的增加允許區塊內包含更多交易，交易的執行時間也會隨之增長。這種增長是否會對網絡造成重大影響，取決於區塊被分叉或錯失插槽的情況，這些因素直接關係到整體共識的穩定性。

下圖顯示了隨著區塊 gas 消耗的增加，交易執行時間往往也會增長。預計 gas 限制提高 20% 會使執行時間略有延長，但具體影響難以精確預測。交易執行時間並不總是與最大 gas 限制或 gas 使用量成正比。然而，如果基於圖表作出保守的比例假設，執行時間可能會增加 400–500 毫秒。

現在，讓我們檢查一下執行時間和分叉或丟失槽之間的關係。

左圖中的紅色框突出顯示了執行時間超過 4,000ms 的插槽相比執行時間較短的插槽更容易被重組（reorg）或錯失（missed）。儘管大多數重組或錯失的插槽發生在 1,000–3,000ms 之間（表明在此範圍內執行時間與重組概率的相關性較弱），但當執行時間超過 4,000ms 時，紅色框內的區塊顯示出顯著更高的重組概率。右圖進一步證實了這一點，顯示執行時間超過 4,000ms 的插槽，其重組或錯失的概率比低於 4,000ms 的插槽高出三倍以上，強調了超長執行時間對穩定性的影響。

驗證者的硬件要求是否會受到 gas 限制增加的影響？

提高 gas 限制時，驗證者面臨的主要問題之一是運行驗證者節點所需的存儲空間。截至 2024 年 12 月，維護所有歷史數據和狀態的驗證者節點大約需要 1.5~1.6TB 存儲。gas 限制的提高將加速歷史數據和狀態數據的增長。

在 2020 年和 2021 年，運行一個驗證者節點的存儲要求為 2TB SSD。然而，當歷史數據和狀態數據增長至 1.8TB 時，使用 2TB SSD 的驗證者需要更換為 4TB SSD。儘管當前 4TB SSD 的價格與 3 年前的 2TB SSD 價格相近（約 250 美元），但更換硬件本身仍然意味著額外的維護成本和技術挑戰。

（來源）

將 gas 限制提高到 36M 可能不會帶來重大影響。但如果 gas 限制提升至 60M 或更高，驗證者節點將不得不不斷更換硬件，增加維護成本，從而威脅到去中心化的特性。

EIP-4444 計劃在 2025 年 5 月之前整合至客戶端發佈版本，一旦實施，歷史數據的增長可能會停止，從而為進一步提高 gas 限制提供空間。然而，如果 EIP-4444 未能及時推出，歷史數據的增長可能會成為提高 gas 限制的下一個瓶頸。

Storm Slivkoff 對狀態數據增長的分析表明，狀態增長也是一個潛在瓶頸，但目前的增長速度（約 2.62 GiB/月）仍在可控範圍內，現代硬件預計能支撐未來十年的增長。隨著狀態規模的擴大，內存需求也會相應增加。如果 gas 限制提高到 60M，預計每年可能需要額外 2–4.7 GiB RAM。目前 64 GiB RAM 配置仍然有足夠的緩衝空間，但如果增長持續，硬件升級的頻率可能會增加。

即將到來的 Verkle Trie 和狀態過期（state expiry）等改進預計可以緩解這一負擔，但仍需密切關注。

gas 限制增加對 MEV 的影響

另一個可能影響去中心化的因素是更高的 gas 限制對 MEV（最大可提取價值）收益的影響。隨著 MEV 變得越來越重要，關於高階 MEV 策略驗證者與小型獨立質押者之間收入差距的擔憂也在加劇。這種收入差距可能會加劇中心化壓力，因為擁有更多資源和專業知識的驗證者將主導 MEV 收益。為應對這一問題，以太坊社區正在積極討論諸如提議者-構建者分離（PBS）和 MEV Burn 等機制，旨在平衡驗證者收入。

理論上，提高 gas 限制意味著單個區塊可容納更多交易，可能會加劇 MEV 相關的收入差距。MEV Boost 在一定程度上緩解了這一問題，使獨立質押者能夠分享部分 MEV 獎勵，但關於驗證者收入差距的數據仍然缺乏明確結論。這主要是由於 MEV 交易的定義較為複雜，且跨中心化交易所（CEX）和去中心化交易所（DEX）的 MEV 策略使得精確追蹤收益變得困難。然而，這類跨平臺 MEV 策略相對罕見，大多數 MEV 仍然來自區塊頂部策略（top-of-block strategies）。

此外，更高的 gas 限制可能會促使更復雜、更高資源消耗的 MEV 策略變得更加普遍。雖然較為罕見，但已經有 MEV 機器人執行極為複雜的交易，幾乎佔用了整個區塊的 gas 限制。例如，曾觀察到某個 MEV 機器人在單個區塊內執行多個交換和流動性操作，總 gas 消耗超過 18M。隨著 gas 限制的提高，這類策略可能會變得更加常見，從而進一步擴大高階驗證者與小型參與者之間的差距。

結論

圍繞以太坊 gas 限制提升的討論為推動可擴展性、降低交易費用以及支持此前受限的創新型 DApp 提供了激動人心的機會。更高的 gas 限制可以增強可擴展性、降低交易成本，並支持新的 DApp 類型，但同時也帶來了去中心化、驗證者硬件要求及網絡穩定性等重要挑戰。狀態和歷史數據的增長、交易執行時間以及 MEV 收益差距等問題，強調了謹慎評估和持續監測實證數據的必要性。

最終，gas 限制能否成功提升，取決於以太坊如何平衡這些權衡因素。EIP-7623、PBS（提議者-構建者分離）和 MEV Burn 等解決方案展示了以太坊網絡在應對潛在風險方面的積極態度。若能妥善實施，更高的 gas 限制有望推動以太坊邁向新的增長階段。

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