作者：Joe Petrowski

区块链网络中的一些资源是有限的，例如，存储和计算。交易费用可以防止个人用户消耗过多的资源。Polkadot 使用基于重量（weight-based）的收费模型，而不是 gas 计量模型。因此，在交易执行之前要收取费用，一旦支付了费用，节点将执行交易。 

Web3 基金会的研究团队设计了 Polkadot 交易费用系统，基于以下原则：

• 每一个中继链块都应进行有效的处理，以避免延迟块生产。
• 中继链的增长率应该是有限的。
• 每个区块都应该为特殊的、高优先级的交易留出空间，比如行为不当的报告。
• 系统应该能够处理需求高峰。
• 费用应缓慢变化，以便发送者能够准确预测需要的交易费用。

费用计算

Polkadot 中继链的费用根据三个参数计算： 

• 按字节收费（也称为“长度费”）
• 重量费（weight）
• tip 小费（可选）

长度费是固定的每字节费用与交易大小（以字节为单位）的乘积。（所以大家看到一些议案在链上没有具体的解释内容，只有一些很短的字符，就是为了减少链上资源的使用和交易费用的成本。） 

重量（weight）是一个固定的数字，用于管理验证块所需的时间。每个交易都有一个基本重量，用于说明所包含的开销（例如签名验证）以及一个调度重量，用于说明执行交易的时间。总重量乘以每个重量的费用，就可以计算交易的重量费用。 

小费是一种可选的交易费用，用户可以添加该费用以提高交易的优先级。

这三项费用合起来就构成了交易费用。这个费用在交易执行前从发送方账户中扣除。一部分费用将归区块生产者所有，其余部分将归财政部所有。在波卡的创世中，这一比例分别设置为 20% 和 80%。

区块限制和交易优先级

Polkadot 中的块同时具有最大长度（以字节为单位）和最大重量。区块生产者将用不超过这些限制的交易填充区块。每个区块的一部分（目前为 25%）被保留用于与链运营相关的关键交易。区块生产者只会用正常交易填满区块的 75%。链运营交易的一些示例： 

• 不良行为的报告
• 理事会的运作
• 对选举中的成员的操作（如放弃候选人资格）

区块生产者根据每笔交易的总费用确定交易的优先级。由于一部分费用将归区块生产者所有，因此区块生产者会将费用最高的交易纳入其中，以使其回报最大化。

费用调整

区块链上的交易量非常不规则，因此交易费用需要一种机制来调整。从而用户能够预测交易费用。

Polkadot 使用了一种带有小费的缓慢调整费用的机制来平衡这两个考虑因素。除了块限制，Polkadot 还具有块满度的目标。根据当前区块相对于目标的完整性，下一区块的费用增加或减少。每个重量的费用在 24 小时内最多可更改 30%。这个比率反映了需求的长期趋势，但不是短期的峰值。为了考虑短期内的暴涨，波卡在长度和重量费之外还使用了小费。用户可以选择在费用中添加小费，以使交易具有更高的优先级。

分片交易

在 Polkadot 的分片（平行链和平行线程）中发生的交易不会产生中继链的交易费用。分片应用程序的用户甚至不需要持有 DOT 代币，因为每个分片都有自己的经济模型，可能有也可能没有代币。然而，在某些情况下，分片本身在中继链上进行交易。

平行链在中继链上有一个用于执行的专用插槽，因此它们的收集人不需要拥有 DOT 来同步块。平行链本身会进行一些交易，例如，打开或关闭 XCMP 频道，参与竞标以续租其插槽，或升级其 runtime。平行链在中继链上有自己的账户，需要使用这些资金代表平行链发行交易。

平行线程也将生成与平行链相同的交易。此外，收集人需要参与拍卖的每一个块，以继续他们的链。收集人需要有 DOT 来参与这些拍卖。

其他资源限制策略

交易重量在执行之前必须是可计算的，因此只能表示固定的逻辑。有些交易需要用其他策略限制资源。例如：

• 绑定：有些交易，如投票，可能需要绑定，在链上事件发生后将被退回或被 slash。在投票示例中，在选举结束时返回，或者如果投票人试图做任何恶意的事情，就会被 slash 惩罚。
• 押金：有些交易，如设置链上身份或声明索引，会无限期地使用存储空间。这需要一笔押金，如果用户决定释放存储空间（例如，清除他们的 ide），则会退还押金。
• 销毁：一项交易可能会根据其逻辑在内部销毁。例如，如果一个交易创建了新的存储条目，那么它可能会销毁掉发送方的资金，从而增加了状态大小。
• 限制：有些限制是协议的一部分。例如，提名者只能提名 16 个验证人。这限制了 Phragmen 的复杂性。

拓展部分

这个部分只涉及来自普通用户的交易。但是，如果你在区块浏览器中查看区块，你可能会看到一些与这些交易不同的 “ 外部信息（extrinsics） ”。在 Polkadot（以及任何构建在 Substrate 上的链）中，外部信息是来自链外部的信息。外在信息分为三类： 

• 签名的交易
• 未签名交易
• 固定的（Inherents）

这里仅介绍签名交易，这是大多数用户与 Polkadot 交互的方式。签名交易来自一个有资金的账户，因此波卡可以收取交易费，以防止垃圾邮件。

未签名交易用于特殊情况，即用户需要提交来自不控制资金的密钥对的外部消息。例如，当用户在创世之后领取他们的 DOT 代币时，他们的 DOT 地址还没有资金，所以使用一个未签名的交易。验证人还以 “心跳（heartbeat）” 消息的形式提交未签名的交易，以指示它们处于在线状态。这些心跳必须由验证人的 session keys 之一签名。session keys 从不控制资金。未签名的交易只在特殊情况下使用，因为 Polkadot 不能对它们收费，因此每个交易都需要自己的自定义验证逻辑。

最后，固定的消息（inherents）是未签名或未包含在交易队列中的信息。因此，只有块生产者才能向块添加固定消息。固定消息被假定为“真的”，仅仅是因为足够多的验证人已经同意它们是合理的。例如，Polkadot 块包含固定的时间戳。没有一种方法可以证明时间戳是真的，就像用签名证明发送资金的愿望一样。相反，验证人根据找到时间戳的合理性来接受或拒绝块。在 Polkadot 中，它必须在自己的系统时钟可接受的范围内。

了解更多

• 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

原文链接：https://wiki.polkadot.network/docs/en/learn-transaction-fees

翻译：PolkaWorld