區塊鏈:基于 NFT 技術的數字藏品降低「gas」的技術方案初探_UBI

摘要：

基于區塊鏈的數字藏品市場是NFT技術的最主要應用場景之一，然而鏈上手續費成本過高在一定程度阻礙了數字藏品市場的發展。本文列舉了目前的數字藏品市場對解決gas成本過高問題的一些前沿技術方案探索，包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2以及跨鏈方式等，同時展望了未來的一些技術發展方向。

1.?數字藏品市場和鏈上手續費

基于區塊鏈的數字藏品市場是NFT技術的最主要應用場景之一。隨著NFT技術被應用于各類實際應用場景，數字藏品市場的使用量也水漲船高。以以太坊為例，根據ultrasound.money資料顯示，自以太坊實施EIP-1559到2021年12月16日截止，數字藏品市場?OpenSea?消耗的gas已達到126,414ETH左右，超過普通的鏈上轉移和Uniswap，成為最大的gas消耗應用。

那么，「gas」是什么？為什么數字藏品市場gas消耗量這么大？

所謂「gas」是鏈上手續費在以太坊等區塊鏈平臺上的術語。而鏈上手續費是區塊鏈平臺最為常見的技術特征之一。鏈上事務的運行，包括簡單的轉移或復雜的智能合約運行等，會使用相應的計算和存儲等區塊鏈資源；發起這些鏈上事務的用戶，則會為消耗這些區塊鏈資源而付出相應的鏈上手續費。區塊鏈通過這種機制來激勵區塊鏈網絡的維護者，同時避免區塊鏈網絡被惡意用戶DDoS攻擊、惡意運行無限循環代碼等。因此可以說，鏈上手續費對保障區塊鏈網絡的正常運行有著十分必要且積極的作用。

智能合約平臺Firechain完成300萬美元Pre-Seed輪融資，Genblock Capital領投:5月24日消息，異步智能合約平臺Firechain近日宣布完成300萬美元Pre-Seed輪融資，Genblock Capital領投，MGNR、Cogitent Ventures、1NVST、Ankr等參投。此輪融資資金將用于擴大團隊規模、加快發展路線圖、以及推出其創新區塊鏈平臺。

據悉，Firechain構建異步、事件驅動的混合賬本模型架構，以支持免費交易、可證明安全鏈上隨機性等功能。Firechain計劃于6月發布其DLT網絡的公開測試網。[2023/5/24 15:22:12]

但是一些復雜的鏈上流程也給用戶帶來了較高的鏈上手續費成本。以以太坊的數字藏品市場為例，用戶通常在創建、掛牌授權、轉移等多個環節中均需要消耗gas，例如在轉移環節通常就需要用戶消耗0.02ETH左右的gas。當一些數字藏品應用的活動時間比較集中時，以太坊的整體gasprice也曾飆升。

8月26日，數字藏品應用使gasprice一度飆升至1,429GWei，約為平時的十倍以上

這些gas一般都需要數字藏品應用的用戶來支付。顯然，過高的gas會阻礙數字藏品市場的進一步使用與發展，而且還可能影響區塊鏈網絡的其他應用的使用。目前數字藏品市場已經對節省和降低gas進行了一些技術探索。

智能合約錢包UniPass與硬件錢包Keystone宣布合并為Account Labs:5月20日消息，智能合約錢包 UniPass 與硬件錢包 Keystone 宣布合并為 Account Labs，原 Keystone CEO 劉力心將擔任 Account Labs CEO，主要負責 BD、增長、融資等對外事宜，原 UniPass CEO 知縣將擔任 Account Labs COO，主要負責產品、團隊建設等內部事宜。

合并后的 Account Labs 將保留原有 Keystone 和 UniPass 業務，現有用戶及客戶不會因此受到影響，同時還會持續探索兩者在賬戶抽象領域協同的可能性，致力于讓更多人能夠輕松擁有并管理自己的去中心化賬戶，將數以億計的用戶引入 Web3 世界。[2023/5/20 15:15:22]

2.?節省?gas?的技術方案

數字藏品的gas過高問題，在一定程度上是由數字藏品自身的數據量大、業務流程復雜、以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展性仍需提高所導致的。為解決這些問題，相應的可以參考解決擴展性技術、提高效率的各類辦法。目前的一些技術探索方向包括：鏈外方式、本鏈方式、多鏈部署、側鏈、Layer2以及跨鏈方式等。

Houbi韓國更名為“High Block:3月14日消息，Houbi韓國今日宣布更名為“High Block”，正式成為獨立的韓國企業。

Houbi韓國此前是一家中國加密交易所，在當時總部位于新加坡的Houbi Global于2017年成立韓國公司后進入韓國。Houbi韓國此前第一大股東是原Houbi Global旗下子公司火幣科技（現新火科技），持有約70%的股份。

Houbi韓國與其全球母公司之間的關系最近得到了徹底解決。去年12月，Houbi創始人李林賣掉了他在Houbi Global的全部股份，當時的火幣科技也賣掉了他在Houbi韓國的股份。

Houbi韓國新的大股東是現有的第二大股東，韓國法人Houbi Blockchain。Houbi韓國的另一大股東是Korea Real Estate Trust，持有Houbi韓國12%的股份。據悉，Houbi韓國僅變更了名稱和股東，管理團隊和整體管理層不會發生重大變化。（IT Chosun）[2023/3/14 13:02:59]

數字藏品市場降低gas的方案

2.1.?鏈外方式

既然gas產生于鏈上，最自然的思路是盡量采用鏈外的方式。主要解決辦法包括兩類：將原有鏈上的部分流程放在鏈外處理、將鏈上一些流程推遲進行。

部分流程放在鏈外

美聯儲戴利暗示可能會保持利率在峰值水平到2024年:12月17日消息，美聯儲戴利周五表示，美聯儲政策利率達到峰值后，在該水平停留11個月是一個合理的起點，并補充稱，如果必要，她準備讓利率保持在峰值更長時間。戴利在美國企業研究所（AEI）的一個活動上表示：“每個人都認為2023年利率將得以保持，”她指的是本周稍早發布的所有19位美聯儲決策者的利率預測，當時決策者還暗示可能需要在未來幾個月將政策利率提高到5.1%。而目前市場預期2023年下半年會降息。在過去的幾輪加息周期中，美聯儲維持利率在峰值的時間平均為11個月。她補充稱，美聯儲究竟會將限制性利率保持多長時間將取決于數據。(金十)[2022/12/17 21:50:05]

結合使用鏈外流程處理，來減少一些鏈上步驟。以NiftyGateway為例，通過將一些交換的步驟放在鏈外進行以減少鏈上處理步驟，達到降低成本目標。例如原先總共需要10步鏈上操作的交換，通過NiftyGateway的交換流程優化，可將其中3到4步放在鏈外進行；鏈上僅保留必須在區塊鏈上共識確認的步驟，以此來降低整體的鏈上處理成本。

部分流程推遲

推遲部分流程執行，讓業務流程先運行起來，使數字藏品創作者以更低成本先行創作及發布，是一種鼓勵性辦法，可以為創作者提供更為友好的體驗。這類方案的典型代表是OpenSea的LazyMinting。它采用了中心化的方式，支持創作者先免費創作內容并上架開售，由OpenSea使用中心化的方式先來存儲和處理，在成交等環節中再在鏈上確認，此時買賣雙方才通過區塊鏈共識來完成數字藏品交割。

DMG發起新ESG市場倡議，以鏈接Terra Pool用戶和機構買家:7月19日消息，區塊鏈和加密貨幣技術公司DMG Blockchain Solutions Inc.宣布正與多方合作，以為Terra Pool開發專門的基金，以管理產出的比特幣。

DMG正在創建一個自然的市場機制，在這個機制中，尋找碳中和比特幣挖礦的興趣方可以與Terra Pool及其成員礦工合作，通過碳中和能源產出比特幣。通過積極幫助創建Terra Pool產出比特幣的資金市場，DMG正在幫助其池用戶與尋找碳中和比特幣供應的機構買家聯系，而不需要尋找每個礦工，也不需要審計用于產出比特幣的能源來源。

此前6月消息，比特幣礦企Argo Blockchain和加拿大礦企DMG Blockchain Solutions的聯合項目Terra Pool現在向公眾開放。該礦池由兩家公司的水力發電資源驅動。（Globe Newswire）[2022/7/19 2:23:07]

但這類方式并不能完全解決成本問題。LazyMinting主要是將mint的時機推遲并讓買家來承擔，嚴格意義上并沒有降低整體成本。

2.2.?本鏈優化

優化代碼編寫

Gas的產生主要由于智能合約的運行過程中耗費了計算和存儲等區塊鏈資源。數字藏品創建前，對代碼編寫上的優化在一定程度上可以減少gas的成本。一些優化的辦法包括，在開發時選擇使用合適的代碼庫，在編譯時使用Truffle等工具的優化等。

批量聚合

對于已部署在鏈上的數字藏品，可以采用批量、聚合等方式來降低整體的成本。以Genie為例，該聚合工具是支持將不同市場上針對不同數字藏品的多個操作打包在一個事務里，同時綜合使用一些鏈外等方式來降低單個操作的平均成本。?

2.3.?多鏈

除了在本鏈進行計算、存儲的各方面優化，一種比較直接簡便的辦法是在應用端集成多個區塊鏈網絡；用戶在使用時可以選擇合適的網絡。

以OpenSea為例，除以太坊平臺外OpenSea還提供了?Polygon?網絡的選項。當以太坊網絡成本較高時，用戶可以在OpenSea的應用上選擇切換到Polygon網絡。

2.4?側鏈/Layer2?方式

除了在應用層面直接集成多鏈網絡外，另一種應用方案的選擇是從區塊鏈協議層入手，將數字藏品的許多業務和流程轉移到側鏈或Layer2上進行，以降低成本等。通常，這類解決方案也會提供側鏈、Layer2與原鏈之間的跨鏈轉移工具。

側鏈

側鏈通常指與主鏈并行、有雙向橋接功能的區塊鏈網絡。以太坊的側鏈包括xDai、Skale、POANetwork等。目前一些數字藏品市場會選擇側鏈的方式來降低主鏈上的數字藏品成本。

一個比較典型的案例是nifty.ink。它支持用戶在xDai側鏈上創作和管理藝術作品，包括鏈上的創建、轉移等等。而如果用戶希望將數字藏品作品轉移到以太坊上，可以通過AMB橋接工具轉移到以太坊上，例如發布到OpenSea市場上。

其他類似的案例還包括的AxieInfinity使用Ronin側鏈等。

Layer2

與側鏈較為類似的是，一些數字藏品市場選擇了Layer2的技術路線來降低成本。其中較為典型的案例有專為數字藏品應用設計、基于ZKRollup的ImmutableX及其自有的數字藏品市場。其他的一些解決方案還包括選擇Arbitrum上的各類數字藏品市場及應用等。

2.5?跨鏈

跨鏈技術，除了解決價值和數據流轉問題外，也可以作為解決數字藏品成本難題的方案之一。解決區塊鏈的可擴展性問題以及“不可能三角”悖論，跨鏈協議+應用專有鏈的方案是一種非常好的選擇。

與側鏈和Layer2解決思路類似的，可以將數字藏品市場部署在一個使用成本較低的應用專有鏈上；而當需要在更大范圍內轉移時，再通過跨鏈協議進行流轉。

當前的一些跨鏈數字藏品方案主要還是采用中心化的網關或跨鏈橋的方式。不過基于完全去中心化驗證的IBC/TIBC跨鏈協議已經可以支持非同質化數據內容的跨鏈轉移。例如，2021年中國傳統文化數字化藝術品IDA在BSN文昌鏈上鏈登記確權后，以跨鏈形式依靠TIBC跨鏈協議及跨鏈樞紐，從BSN文昌鏈經由跨鏈服務樞紐跨鏈轉移至全球市場。

3.?總結展望

數字藏品的鏈上成本問題在一定程度上是以以太坊為代表的區塊鏈網絡性能與可擴展問題的縮影。值得高興的是，Layer2、跨鏈等底層技術在近年來的長足發展、鏈上應用和生態的繁榮為當前的數字藏品應用提供了切實可行的方案。目前方案包括中心化的推遲處理、本鏈進行處理上的優化、部署多鏈、鏈外采用側鏈和Layer2擴展技術以及跨鏈協議等多種方式。

應當指出，當前的一些技術實現上仍然存在著過度中心化、技術安全隱患等值得改進之處；基于IBC/TIBC等完全去中心化的數字藏品跨鏈方式嶄露頭角，有待進一步支持更多應用；基于Rollup的數字藏品支持技術還有改進空間。

不過隨著區塊鏈可擴展性、跨鏈技術的不斷研發與改進，相關技術對數字藏品應用的支持也會更加完善，技術方案也將更加豐富多樣。

參考資料

?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跨鏈協議及跨鏈樞紐支持的一體化數字藝術品?https://twitter.com/VitalikButerin/status/1435413681588736007

邊界研究院

邊界研究院基于邊界智能在自主可控區塊鏈底層技術、跨鏈技術以及結合大數據和隱私計算方面的長久技術積累，致力于熱點事件分析、前沿技術分享、行業觀點闡述、行業標準制定、國內外開源社區交流等研究工作，為各行業貢獻以區塊鏈技術為核心的專業研究成果。

現階段重點研究方向包括跨鏈技術探索、產業應用、前沿技術融合等領域。

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