如何使用 Python 构建 EIP-1559 的 Gas Fee 估算器
2023-09-25 20:23
在 EIP-1559 之前，ETH 上的 gas fee 采用的是简单的竞拍模式，出价高者的交易优先被验证。这样的计算模式会导致 gas fee 因为人为因素（出价）而产生剧烈波动。EIP-1559 就是为了解决 gas fee 难以预测以及波动大的问题。
许多应用程序喜欢为用户提供设置自己的汽油费出价的选项，包括“慢速”、“平均”和“快速”选项。在本文中，我们将了解如何使用伦敦分叉后的 API 构建这些选项。
01
Gas Fee 的计算公式
units of gas used * (base fee + priority fee)
其中：
units of gas used 交易花费的 gas 单位数量 ，标准的一次简单 ETH 转账交易需要 21000 单位的 gas； base fee 基础 gas 费，单位是 gwei (1gwei = 0.000000001 ETH)； priority fee 优先费 或者说是给矿工的小费 和 base fee 一样，单位为 gwei。
02
Base Fee | 基础费
首先，base fee 是根据上一个区块的 base fee 而来的。由 eth 节点自动完成计算，本质上区别于之前的竞拍模式。粗略来说 上一个区块交易量大，则提高当前区块的 base fee，反之降低。这样的动态调整。也就是说这个 base fee 完全可以精准的计算出来。
EIP-1559 源代码
上述代码基于 golang，我们将他转化为一段简单的 python 代码:
from web3 import Web3eth_json_rpc_endpoint = "https://services.tokenview.io/vipapi/nodeservice/eth?apikey=xxx"ElasticityMultiplier = 2 # EIP-1559 对区块大小进行了扩容，最大倍数是 2BaseFeeChangeDenominator = 8 # 基本费用在区块之间可以改变的金额def calc_base_fee_of_next_block(parent_block):parent_gas_target = parent_block.gasLimit // ElasticityMultiplierprint('parent_gas_target',parent_gas_target)print('parent_block.gasUsed',parent_block.gasUsed)print('parent_block.baseFeePerGas',parent_block.baseFeePerGas)if parent_block.gasUsed == parent_gas_target:# 如果父块的 gasUsed 与目标相同，则 baseFee 保持不变return parent_block.baseFeePerGasif parent_block.gasUsed > parent_gas_target:# 如果父块使用的 gas 大于目标值，则 baseFee 应增加gas_used_delta = parent_block.gasUsed - parent_gas_targetx = parent_block.baseFeePerGas * gas_used_deltay = x // parent_gas_targetbase_fee_delta = max(y // BaseFeeChangeDenominator,1)return parent_block.baseFeePerGas + base_fee_deltaelse:# 否则，如果父块使用的 gas 小于目标值，则 baseFee 应减少gas_used_delta = parent_gas_target - parent_block.gasUsedx = parent_block.baseFeePerGas * gas_used_deltay = x // parent_gas_targetbase_fee_delta = y // BaseFeeChangeDenominatorreturn max(parent_block.baseFeePerGas - base_fee_delta,0)def main():ethClient = Web3(Web3.HTTPProvider(eth_json_rpc_endpoint))block_number = ethClient.eth.block_numberblock = ethClient.eth.get_block(block_number)#计算下个区块的 base feebase_fee_of_next_block = calc_base_fee_of_next_block(block)print(f"Base fee for block {block_number + 1} will be {base_fee_of_next_block}")
03
Priority Fee | 优先费
与基础费不同，优先费是人为设定的值。对于需要在同一区块中优先执行的交易，需要提供更高的小费。要预测优先费，得扫描过去一段时间的区块，看看其他人都在用多少的费用。
我们将会用到这个 API：eth_feeHistory
from web3 import Web3eth_json_rpc_endpoint = "https://services.tokenview.io/vipapi/nodeservice/eth?apikey=xxx"ethClient = Web3(Web3.HTTPProvider(eth_json_rpc_endpoint))print(ethClient.eth.fee_history(4,"pending", [25, 50, 75]))
上述调用的意思是，“向我提供从待处理区块开始并向后查看 4 个区块的费用历史信息。对于每个区块，还向我提供该区块中交易的优先费用的第 25、50 和 75 个百分点”。原始结果如下所示：
{"oldestBlock": 17913327, //4 个区块中 最老的块高"reward": [ //4 个区块 分别列出他们第 25%、50% 和 75% 的优先费 priorityFeePerGas[],[],[],100000000,570000000,3000000000]],"baseFeePerGas": [ // 基础费21121728416,21666906452,20742307151,19782866894,17762883032],"gasUsedRatio": [ // 区块的填充程度，判断交易量用的0.6032449666666667,0.3293066333333333,0.31497906666666664,0.09156903333333333]}
为了让我们的计算更加容易，让我们编写一段格式化方法，将上述结果按块进行分组:
def format_fee_history(result, include_pending):block_num = result['oldestBlock']index = 0blocks = []historical_blocks = len(result['reward'])while block_num < result['oldestBlock'] + historical_blocks:blocks.append({'number': block_num,'baseFeePerGas': float(result['baseFeePerGas'][index]),'gasUsedRatio': float(result['gasUsedRatio'][index]),'priorityFeePerGas': [float(x) for x in result['reward'][index]],})block_num += 1index += 1if include_pending:blocks.append({'number': 'pending','baseFeePerGas': float(result['baseFeePerGas'][historical_blocks]),'gasUsedRatio': float('nan'),'priorityFeePerGas': [],})return blocks
接下来我们可以得到这样格式的数据：
blocks = format_fee_history(ethClient.eth.fee_history(4,"latest", [25, 50, 75]),False)print(blocks)->>[{number: 17913335,baseFeePerGas: 315777006840,gasUsedRatio: 0.9922326809477219,priorityFeePerGas: [ 34222993160, 34222993160, 63222993160 ]},{number: 17913336,baseFeePerGas: 354635947504,gasUsedRatio: 0.22772779167798343,priorityFeePerGas: [ 20000000000, 38044555767, 38364052496 ]},{number: 17913337,baseFeePerGas: 330496570085,gasUsedRatio: 0.8876034775653597,priorityFeePerGas: [ 9503429915, 19503429915, 36503429915 ]},{number: 17913338,baseFeePerGas: 362521975057,gasUsedRatio: 0.9909446241177369,priorityFeePerGas: [ 18478024943, 37478024943, 81478024943 ]}]
可读性大大提高！其中baseFeePerGas gasUsedRatio是用于计算 base fee 的。我们现在只关注priorityFeePerGas
继续我们的需求，要估算出 priority fee 我们需要确定两个值：
i.要用多少的历史数据来进行估算；
ii.希望自己的交易有多大的优先级。
对于 i ，我们将值设为 4 个区块，大概一分钟的时长算是比较合理。
对于 ii ，我们将期望定为25%， 50%， 75% 对应 低，中，高 的小费。
blocks = format_fee_history(ethClient.eth.fee_history(4,"latest", [25, 50, 75]),False)low_percential_priority_fees = [b['priorityFeePerGas'][0] for b in blocks]mid_percential_priority_fees = [b['priorityFeePerGas'][1] for b in blocks]high_percential_priority_fees = [b['priorityFeePerGas'][2] for b in blocks]low_average = sum(low_percential_priority_fees) / len(low_percential_priority_fees)mid_average = sum(mid_percential_priority_fees) / len(mid_percential_priority_fees)high_average = sum(high_percential_priority_fees) / len(high_percential_priority_fees)print(low_average,' | ',mid_average,' | ',high_average)
Tokenview 使用的算法是简单地将过去 4 个历史块的 priorityFeePerGas 求平均值。当然 您如果有更好的估算方式，比如将历史区块数量增加到 20 个块，或者是只考虑最便宜的几个成功交易。您可以构建您自己的 gas fee 估算器。
感谢您从头到尾阅读🎉🎉🎉
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