一文了解 Polkadot 網絡交易費用機制

原文標題：《波卡有哪些交易費用？》
撰文： Joe Petrowski
翻譯：PolkaWorld

區塊鏈網絡中的一些資源是有限的，例如，存儲和計算。交易費用可以防止個人用戶消耗過多的資源。Polkadot 使用基於重量（weight-based）的收費模型，而不是 gas 計量模型。因此，在交易執行之前要收取費用，一旦支付了費用，節點將執行交易。

Web3 基金會的研究團隊設計了 Polkadot 交易費用系統，基於以下原則：

• 每一箇中繼鏈塊都應進行有效的處理，以避免延遲塊生產。
• 中繼鏈的增長率應該是有限的。
• 每個區塊都應該爲特殊的、高優先級的交易留出空間，比如行爲不當的報告。
• 系統應該能夠處理需求高峯。
• 費用應緩慢變化，以便發送者能夠準確預測需要的交易費用。

費用計算

Polkadot 中繼鏈的費用根據三個參數計算：

• 按字節收費（也稱爲「長度費」）
• 重量費（weight）
• tip 小費（可選）

長度費是固定的每字節費用與交易大小（以字節爲單位）的乘積。（所以大家看到一些議案在鏈上沒有具體的解釋內容，只有一些很短的字符，就是爲了減少鏈上資源的使用和交易費用的成本。）

重量（weight）是一個固定的數字，用於管理驗證塊所需的時間。每個交易都有一個基本重量，用於說明所包含的開銷（例如簽名驗證）以及一個調度重量，用於說明執行交易的時間。總重量乘以每個重量的費用，就可以計算交易的重量費用。

小費是一種可選的交易費用，用戶可以添加該費用以提高交易的優先級。

這三項費用合起來就構成了交易費用。這個費用在交易執行前從發送方賬戶中扣除。一部分費用將歸區塊生產者所有，其餘部分將歸財政部所有。在波卡的創世中，這一比例分別設置爲 20% 和 80%。

區塊限制和交易優先級

Polkadot 中的塊同時具有最大長度（以字節爲單位）和最大重量。區塊生產者將用不超過這些限制的交易填充區塊。每個區塊的一部分（目前爲 25%）被保留用於與鏈運營相關的關鍵交易。區塊生產者只會用正常交易填滿區塊的 75%。鏈運營交易的一些示例：

• 不良行爲的報告
• 理事會的運作
• 對選舉中的成員的操作（如放棄候選人資格）

區塊生產者根據每筆交易的總費用確定交易的優先級。由於一部分費用將歸區塊生產者所有，因此區塊生產者會將費用最高的交易納入其中，以使其回報最大化。

費用調整

區塊鏈上的交易量非常不規則，因此交易費用需要一種機制來調整。從而用戶能夠預測交易費用。

Polkadot 使用了一種帶有小費的緩慢調整費用的機制來平衡這兩個考慮因素。除了塊限制，Polkadot 還具有塊滿度的目標。根據當前區塊相對於目標的完整性，下一區塊的費用增加或減少。每個重量的費用在 24 小時內最多可更改 30%。這個比率反映了需求的長期趨勢，但不是短期的峯值。爲了考慮短期內的暴漲，波卡在長度和重量費之外還使用了小費。用戶可以選擇在費用中添加小費，以使交易具有更高的優先級。

分片交易

在 Polkadot 的分片（平行鏈和平行線程）中發生的交易不會產生中繼鏈的交易費用。分片應用程序的用戶甚至不需要持有 DOT 代幣，因爲每個分片都有自己的經濟模型，可能有也可能沒有代幣。然而，在某些情況下，分片本身在中繼鏈上進行交易。

平行鏈在中繼鏈上有一個用於執行的專用插槽，因此它們的收集人不需要擁有 DOT 來同步塊。平行鏈本身會進行一些交易，例如，打開或關閉 XCMP 頻道，參與競標以續租其插槽，或升級其 runtime。平行鏈在中繼鏈上有自己的賬戶，需要使用這些資金代表平行鏈發行交易。

平行線程也將生成與平行鏈相同的交易。此外，收集人需要參與拍賣的每一個塊，以繼續他們的鏈。收集人需要有 DOT 來參與這些拍賣。

其他資源限制策略

交易重量在執行之前必須是可計算的，因此只能表示固定的邏輯。有些交易需要用其他策略限制資源。例如：

• 綁定：有些交易，如投票，可能需要綁定，在鏈上事件發生後將被退回或被 slash。在投票示例中，在選舉結束時返回，或者如果投票人試圖做任何惡意的事情，就會被 slash 懲罰。
• 押金：有些交易，如設置鏈上身份或聲明索引，會無限期地使用存儲空間。這需要一筆押金，如果用戶決定釋放存儲空間（例如，清除他們的 ide），則會退還押金。
• 銷燬：一項交易可能會根據其邏輯在內部銷燬。例如，如果一個交易創建了新的存儲條目，那麼它可能會銷燬掉髮送方的資金，從而增加了狀態大小。
• 限制：有些限制是協議的一部分。例如，提名者只能提名 16 個驗證人。這限制了 Phragmen 的複雜性。

拓展部分

這個部分只涉及來自普通用戶的交易。但是，如果你在區塊瀏覽器中查看區塊，你可能會看到一些與這些交易不同的 「 外部信息（extrinsics） 」。在 Polkadot （以及任何構建在 Substrate 上的鏈）中，外部信息是來自鏈外部的信息。外在信息分爲三類：

• 簽名的交易
• 未簽名交易
• 固定的（Inherents）

這裏僅介紹簽名交易，這是大多數用戶與 Polkadot 交互的方式。簽名交易來自一個有資金的賬戶，因此波卡可以收取交易費，以防止垃圾郵件。

未簽名交易用於特殊情況，即用戶需要提交來自不控制資金的密鑰對的外部消息。例如，當用戶在創世之後領取他們的 DOT 代幣時，他們的 DOT 地址還沒有資金，所以使用一個未簽名的交易。驗證人還以 「心跳（heartbeat）」 消息的形式提交未簽名的交易，以指示它們處於在線狀態。這些心跳必須由驗證人的 session keys 之一簽名。session keys 從不控制資金。未簽名的交易只在特殊情況下使用，因爲 Polkadot 不能對它們收費，因此每個交易都需要自己的自定義驗證邏輯。

最後，固定的消息（inherents）是未簽名或未包含在交易隊列中的信息。因此，只有塊生產者才能向塊添加固定消息。固定消息被假定爲「真的」，僅僅是因爲足夠多的驗證人已經同意它們是合理的。例如，Polkadot 塊包含固定的時間戳。沒有一種方法可以證明時間戳是真的，就像用簽名證明發送資金的願望一樣。相反，驗證人根據找到時間戳的合理性來接受或拒絕塊。在 Polkadot 中，它必須在自己的系統時鐘可接受的範圍內。

瞭解更多

Web3 Foundation Research：
https://research.web3.foundation/en/latest/polkadot/Token%20Economics.html#relay-chain-transaction-fees-and-per-block-transaction-limits

Substrate Weights：
https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/learn-substrate/weight

Substrate Fees：
https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/runtime/fees

Extrinsics：
https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/learn-substrate/extrinsics

來源鏈接：wiki.polkadot.network