交易成本分析在区块链领域一直被忽视。2014年(Houy)，第一个关于交易成本分析的学术文献出版。

考虑到这一领域的研究论文很少，它还没有成为研究的焦点。但至少有两个理由说明交易成本不应该被忽视。首先是它们在工作证书的情况下保持安全激励的重要性。第二个原因与用户、矿工和协议本身之间的经济关系的性质有关。

截至今日，比特币大宗奖励足以让矿商的动机保持一致。然而，交易成本的设计非常重要。在这篇文章中，我们提供了一个简短的文献综述，我们也描述了我们对有效交易市场的可能设计的观点。

竞争性街区空间和搭便车的风险

在比特币中，交易费用由用户设定。理论上，任何用户都可以将费用设置为零，因为他们知道如果其他人为他们的费用选择正值，他们的交易可能会被延迟。事实上，作为理性的经纪人，矿商总是优先考虑费用最高的交易。不建议将已验证但未处理的事务放在即将到来的块中(即确认)，放在一个称为mempool的“等候室”中。由于每个区块的大小有限，用户会争夺空间，这样每个时段的成本就可以达到一个均衡的价格。未处理的事务留在内存池中，等待挖掘器验证下一个块。

然而，从交易成本的角度来看，区块链类似于比特币并非没有缺陷。首先，与普通排队系统提供的任何标准的“先到先得”服务相比，交易没有优先权。用户通过提出高于平均交易成本的建议来宣传他们的优先级。矿业公司通常只选择广告成本最高的交易。其次，成本可能太低，无法弥补采矿池造成的损失，特别是当区块奖励趋于零时。根据同样的逻辑，对于网络的日常用户来说，费用可能太高，无法完全补偿他丢失的块奖励。因此，当事务流入内存池的速度快于挖掘器验证的速度时，较小的块大小会给系统带来较高的拥塞风险。长时间的等待会导致网络拥塞，导致成本增加。

一方面，网络拥塞增加了矿工将计算能力分配给区块链特定用户的动机，从而破坏了共识的安全性。另一方面，它会导致事务处理延迟，这可能会阻止一些用户使用网络。从长远来看，比特币可能需要更高的交易成本才能正常、安全地运行，这可能会破坏全球支付系统的目标。

在这种背景下，研究PoW网络交易成本背后的动机对于优化未来设计可能很重要。允许用户选择自己的交易成本可能不是最好的解决方案。有没有一个均衡的价格，这样这些成本就足以保证网络的安全，不管矿工们当时从铸造新硬币中赚了多少钱？在当前的功率区块链中，答案显然是否定的。块大小限制了每个时间间隔内可以处理的事务数量。

总之，不应该允许用户私下设定自己的费用，以避免典型的搭便车问题。费用是分开设置的，而交易集中在下一个街区。这确保了块中的所有交易具有相同的安全级别，而不管单独收取的费用级别。简而言之，就像用户A有一个“免费”的动机，即发布较低的费用，直到他或她的交易被包括在块中，以便利用发布较高交易费用的其他用户。如果每个人的行为都像用户A，那么直接的后果是系统的安全性降低，交易成本降低到矿主确认交易不再经济可行的程度。

可能的解决办法和前进的道路

我们可以通过以下方式解决这些问题中的大部分：1)它具有比任何其他基于区块链的电力网络更高的吞吐量；2)采用不同的方式收取交易费用，以充分利用网络效应。接下来我们将讨论第二点。

即使一个高吞吐量的分散交易网络解决了可扩展性的三个问题，它也会带来其他问题。在大多数主张改变PoW共识协议的论文中，拍卖理论被用来优化交易成本。另一种方法是将成本与矿工获得的存储空间联系起来。

尽管这些解决方案可以在用户争夺数据块空间的环境中工作，但它们不太可能在我们的环境中工作。事实上，如果我们选择通过任何一种拍卖方式收费，我们网络处理大量交易的能力将把交易成本推至零。如果市场力量决定，并且用户知道他们的交易将被处理，他们将集体选择一个趋向于零的最优成本，正如任何博弈论分析将指出的那样。因此，有必要排除拍卖交易成本。

另一个要考虑的是跨端网络效应的影响。该协议可视为满足全球贸易供求的平台。矿商(即供应商)希望收取更高的交易费用，而用户希望收取更低的交易费用。这种利益冲突不仅体现在价格上，也体现在结构上。在所谓的双边市场，这是一个众所周知的问题。正如我们已经提到的，在比特币目前的设计中，用户或多或少可以自由决定自己的花费。

在当前的系统中，兴趣不一致，用户会有搭便车的倾向，从而影响协议的整体安全性。我们认为，收费应该遵循更加市场化的机制。价格函数根据交易的供给和需求而波动，并且用户不能设置较低的费用，只要他准备好等待他的交易被处理。

设置在后面是相当复杂的，但事实上，它是非常友好的。为了更好地理解连锁交易成本的价格结构，我们需要分析这种网络的价格结构。在我们的例子中，我们遵循双边市场中的排队博弈。我们需要一个合理的价格结构来激励互联网上的用户和矿工。

有人认为，与现有的区块链电力相比，拥堵应该更低。然而，即使吞吐量很大，也可能会出现一些拥塞，并且仍然会存在一些延迟成本。此外，如果单独考虑，理论上一个切片在其历史的某个时刻可能会过载。我们建议建立一个以市场为基础的机制来反映这些情况。

动态定价调整交易成本以应对供求波动。在网络拥塞的情况下，通过平滑需求曲线，高峰时段定价可以解决一些经济问题。这一职能将确保交易成本以市场为基础的方式进行，其中高峰时间定价在降低延迟成本方面发挥着核心作用。就像优步使用的系统一样，用户可以给矿池“小费”，这表明他有更高的延迟成本，他希望他的交易能尽快得到处理。

该框架将优化用户的等待时间，同时保证矿工的最低成本，即使当块空间的竞争非常低。换句话说，底价至少应该涵盖矿商每笔交易的成本。优步(Uber)或电梯(Lift)等汽车呼叫应用程序利用了这些经济效益，这些应用程序也将被证明非常高效。