以太坊:基于 NFT 技术的数字藏品降低「gas」的技术方案初探

摘要：

基于区块链的数字藏品市场是NFT技术的最主要应用场景之一，然而链上手续费成本过高在一定程度阻碍了数字藏品市场的发展。本文列举了目前的数字藏品市场对解决gas成本过高问题的一些前沿技术方案探索，包括：链外方式、本链方式、多链部署、侧链、Layer2以及跨链方式等，同时展望了未来的一些技术发展方向。

1.?数字藏品市场和链上手续费

基于区块链的数字藏品市场是NFT技术的最主要应用场景之一。随着NFT技术被应用于各类实际应用场景，数字藏品市场的使用量也水涨船高。以以太坊为例，根据ultrasound.money资料显示，自以太坊实施EIP-1559到2021年12月16日截止，数字藏品市场?OpenSea?消耗的gas已达到126,414ETH左右，超过普通的链上转移和Uniswap，成为最大的gas消耗应用。

那么，「gas」是什么？为什么数字藏品市场gas消耗量这么大？

所谓「gas」是链上手续费在以太坊等区块链平台上的术语。而链上手续费是区块链平台最为常见的技术特征之一。链上事务的运行，包括简单的转移或复杂的智能合约运行等，会使用相应的计算和存储等区块链资源；发起这些链上事务的用户，则会为消耗这些区块链资源而付出相应的链上手续费。区块链通过这种机制来激励区块链网络的维护者，同时避免区块链网络被恶意用户DDoS攻击、恶意运行无限循环代码等。因此可以说，链上手续费对保障区块链网络的正常运行有着十分必要且积极的作用。

摩根士丹利：2月份81%的交易所内比特币交易来自Binance:金色财经报道，摩根士丹利3月24日发布报告指出，2月份于交易所进行的大部分比特币交易集中于一家交易所Binance。分析师表示，2月份81%于交易所进行的比特币交易是在Binance上完成的，因此摩根士丹利认为，币安上的交易员决定了比特币的价格。

摩根士丹利称，虽然其大部分客户向摩根士丹利所了解的是Coinbase的情况，但分析师认为要了解市场情况，更应该密切地监测Binance上的流量情况。在1月份，比特币上升40%之后，币安上BTC/USDT的交易量达到了Coinbase上的38倍，而在2022年初只有4倍。关于比特币最近的反弹，分析师指出叙事已经快速转为：传统银行业疲软=比特币价格上涨。他们还写道，这只是一种被价格行为自我强化的叙述。

事实上，如我们过去一年所强调的，比特币作为一种投机性资产，是由法币的前景和可得性以及由此产生的加密货币流动性所驱动的……[2023/3/27 13:29:07]

但是一些复杂的链上流程也给用户带来了较高的链上手续费成本。以以太坊的数字藏品市场为例，用户通常在创建、挂牌授权、转移等多个环节中均需要消耗gas，例如在转移环节通常就需要用户消耗0.02ETH左右的gas。当一些数字藏品应用的活动时间比较集中时，以太坊的整体gasprice也曾飙升。

CoinShares约有11%的总净资产在FTX上，价值约3030万美元:金色财经报道，数字资产投资和交易集团CoinShares披露其对FTX的风险敞口约占其总资产净值的11%，包括约2590万美元的USDC、190枚比特币、1000枚以太坊。CoinShares首席执行官表示，资产来自其自营交易活动，公司的ETP业务不受锁定资产的影响。[2022/11/10 12:45:52]

8月26日，数字藏品应用使gasprice一度飙升至1,429GWei，约为平时的十倍以上

这些gas一般都需要数字藏品应用的用户来支付。显然，过高的gas会阻碍数字藏品市场的进一步使用与发展，而且还可能影响区块链网络的其他应用的使用。目前数字藏品市场已经对节省和降低gas进行了一些技术探索。

2.?节省?gas?的技术方案

数字藏品的gas过高问题，在一定程度上是由数字藏品自身的数据量大、业务流程复杂、以太坊为代表的区块链网络性能与可扩展性仍需提高所导致的。为解决这些问题，相应的可以参考解决扩展性技术、提高效率的各类办法。目前的一些技术探索方向包括：链外方式、本链方式、多链部署、侧链、Layer2以及跨链方式等。

Alameda Research地址转出约1667万枚稳定币:11月7日消息，据PeckShield监测数据，被标记为Alameda Research的地址转出约1667万枚稳定币（MIM、USDT和USDC），包括向Bitfinex转入约500万枚MIM、向FTX（0x2fa开头地址）转入约1167万枚USDT和USDC。[2022/11/7 12:28:29]

数字藏品市场降低gas的方案

2.1.?链外方式

既然gas产生于链上，最自然的思路是尽量采用链外的方式。主要解决办法包括两类：将原有链上的部分流程放在链外处理、将链上一些流程推迟进行。

部分流程放在链外

结合使用链外流程处理，来减少一些链上步骤。以NiftyGateway为例，通过将一些交换的步骤放在链外进行以减少链上处理步骤，达到降低成本目标。例如原先总共需要10步链上操作的交换，通过NiftyGateway的交换流程优化，可将其中3到4步放在链外进行；链上仅保留必须在区块链上共识确认的步骤，以此来降低整体的链上处理成本。

部分流程推迟

推迟部分流程执行，让业务流程先运行起来，使数字藏品创作者以更低成本先行创作及发布，是一种鼓励性办法，可以为创作者提供更为友好的体验。这类方案的典型代表是OpenSea的LazyMinting。它采用了中心化的方式，支持创作者先免费创作内容并上架开售，由OpenSea使用中心化的方式先来存储和处理，在成交等环节中再在链上确认，此时买卖双方才通过区块链共识来完成数字藏品交割。

Trust Wallet已支持Ronin Network，可以从中存储、发送和接收RON代币:7月20日消息，多链非托管钱包Trust Wallet现在已支持跨链桥Ronin Network，可以直接在Trust Wallet中存储、发送和接收RON代币。Ronin Network是由Axie Infinity母公司Sky Mavis构建的一个与以太坊相关的侧链。RON总供应量上限为10亿枚，发行量每季度通缩。[2022/7/20 2:25:20]

但这类方式并不能完全解决成本问题。LazyMinting主要是将mint的时机推迟并让买家来承担，严格意义上并没有降低整体成本。

2.2.?本链优化

优化代码编写

Gas的产生主要由于智能合约的运行过程中耗费了计算和存储等区块链资源。数字藏品创建前，对代码编写上的优化在一定程度上可以减少gas的成本。一些优化的办法包括，在开发时选择使用合适的代码库，在编译时使用Truffle等工具的优化等。

批量聚合

对于已部署在链上的数字藏品，可以采用批量、聚合等方式来降低整体的成本。以Genie为例，该聚合工具是支持将不同市场上针对不同数字藏品的多个操作打包在一个事务里，同时综合使用一些链外等方式来降低单个操作的平均成本。?

2.3.?多链

除了在本链进行计算、存储的各方面优化，一种比较直接简便的办法是在应用端集成多个区块链网络；用户在使用时可以选择合适的网络。

先买后付金融科技公司Klarna正寻求5亿美元融资，估值大幅下滑至150亿美元:6月17日消息，据华尔街日报报道，先买后付（BNPL）金融科技公司Klarna正在寻求5亿美元融资，而其估值将从450亿美元暴跌至150亿美元。

这意味着，该公司将不再是欧洲最有价值的金融科技公司。去年该公司完成了一笔由软银领投的6.39亿美元融资。Klarna目前与投资者的谈判目标也低于此前的融资计划。据报道，Klarna此前计划融资10亿美元，估值300亿美元。

5月下旬，Klarna宣布将解雇其全球10%的员工，大约700名员工将受到影响。（The Block）[2022/6/17 4:35:43]

以OpenSea为例，除以太坊平台外OpenSea还提供了?Polygon?网络的选项。当以太坊网络成本较高时，用户可以在OpenSea的应用上选择切换到Polygon网络。

2.4?侧链/Layer2?方式

除了在应用层面直接集成多链网络外，另一种应用方案的选择是从区块链协议层入手，将数字藏品的许多业务和流程转移到侧链或Layer2上进行，以降低成本等。通常，这类解决方案也会提供侧链、Layer2与原链之间的跨链转移工具。

侧链

侧链通常指与主链并行、有双向桥接功能的区块链网络。以太坊的侧链包括xDai、Skale、POANetwork等。目前一些数字藏品市场会选择侧链的方式来降低主链上的数字藏品成本。

一个比较典型的案例是nifty.ink。它支持用户在xDai侧链上创作和管理艺术作品，包括链上的创建、转移等等。而如果用户希望将数字藏品作品转移到以太坊上，可以通过AMB桥接工具转移到以太坊上，例如发布到OpenSea市场上。

其他类似的案例还包括的AxieInfinity使用Ronin侧链等。

Layer2

与侧链较为类似的是，一些数字藏品市场选择了Layer2的技术路线来降低成本。其中较为典型的案例有专为数字藏品应用设计、基于ZKRollup的ImmutableX及其自有的数字藏品市场。其他的一些解决方案还包括选择Arbitrum上的各类数字藏品市场及应用等。

2.5?跨链

跨链技术，除了解决价值和数据流转问题外，也可以作为解决数字藏品成本难题的方案之一。解决区块链的可扩展性问题以及“不可能三角”悖论，跨链协议+应用专有链的方案是一种非常好的选择。

与侧链和Layer2解决思路类似的，可以将数字藏品市场部署在一个使用成本较低的应用专有链上；而当需要在更大范围内转移时，再通过跨链协议进行流转。

当前的一些跨链数字藏品方案主要还是采用中心化的网关或跨链桥的方式。不过基于完全去中心化验证的IBC/TIBC跨链协议已经可以支持非同质化数据内容的跨链转移。例如，2021年中国传统文化数字化艺术品IDA在BSN文昌链上链登记确权后，以跨链形式依靠TIBC跨链协议及跨链枢纽，从BSN文昌链经由跨链服务枢纽跨链转移至全球市场。

3.?总结展望

数字藏品的链上成本问题在一定程度上是以以太坊为代表的区块链网络性能与可扩展问题的缩影。值得高兴的是，Layer2、跨链等底层技术在近年来的长足发展、链上应用和生态的繁荣为当前的数字藏品应用提供了切实可行的方案。目前方案包括中心化的推迟处理、本链进行处理上的优化、部署多链、链外采用侧链和Layer2扩展技术以及跨链协议等多种方式。

应当指出，当前的一些技术实现上仍然存在着过度中心化、技术安全隐患等值得改进之处；基于IBC/TIBC等完全去中心化的数字藏品跨链方式崭露头角，有待进一步支持更多应用；基于Rollup的数字藏品支持技术还有改进空间。

不过随着区块链可扩展性、跨链技术的不断研发与改进，相关技术对数字藏品应用的支持也会更加完善，技术方案也将更加丰富多样。

参考资料

?https://decrypt.co/87515/nifty-gateway-ethereum-gas-fees-nft-trading-investing

?https://mirror.xyz/davidcai.eth/cO1XOsvg0NvW9um1unIip7okeK6r1LaZ5FzbhTG9CSg

?https://medium.com/@kaymonft/optimizing-nft-smart-contracts-to-reduce-gas-usage-7f4e819eb49d

?https://genielabs.notion.site/Genie-FAQ-aaa4c154dc52451fbcb3451e7ab7364f

?https://newsletter.banklesshq.com/p/how-to-collect-nfts-on-layer-2

?https://docs.tokenbridge.net/amb-bridge/about-amb-bridge

?https://newsletter.banklesshq.com/p/the-arbitrum-nft-scene

?TIBC跨链协议及跨链枢纽支持的一体化数字艺术品?https://twitter.com/VitalikButerin/status/1435413681588736007

边界研究院

边界研究院基于边界智能在自主可控区块链底层技术、跨链技术以及结合大数据和隐私计算方面的长久技术积累，致力于热点事件分析、前沿技术分享、行业观点阐述、行业标准制定、国内外开源社区交流等研究工作，为各行业贡献以区块链技术为核心的专业研究成果。

现阶段重点研究方向包括跨链技术探索、产业应用、前沿技术融合等领域。

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