EIP-1559 behandelt alle Transaktionen nach ihrer Latenztoleranz identisch und verbietet Gebote unterhalb der Basisgebühr ( base fee ). Dieses Design führt dazu, dass brachliegende Blockkapazitäten nicht genutzt werden können, obwohl der Zielwert von 15 Millionen Gas – exakt die Hälfte des maximalen Limits von 30 Millionen Gas – im Normalbetrieb selten voll ausgeschöpft wird. Der vorgeschlagene Mechanismus der Temporal Liquidity Authorization (TLA) differenziert nach Zeitpräferenz, ermöglicht die Nutzung ungenutzter Ressourcen und verhindert gleichzeitig Manipulationen durch Block-Builder. Die nachfolgenden Abschnitte erläutern die spieltheoretische Absicherung, die Entkopplung des Provider-Gases vom EIP-1559-Regelkreis und die empirischen Grundlagen der Blockauslastung.

Spieltheoretische Absicherung gegen Builder-Manipulationen (MMIC)

Tim Roughgarden definierte 2021 das Prinzip der Myopic Miner Incentive Compatibility (MMIC). Ein Builder darf keinen Profit daraus schlagen, Schein-Transaktionen in den eigenen Block einzufügen. Bei einer klassischen Zweitpreisauktion (Vickrey-Schema) könnte ein Builder eine eigene Transaktion knapp unter dem Höchstgebot eines Nutzers platzieren und damit den zu zahlenden Preis erhöhen. Das Ergebnis wäre ein Verstoß gegen MMIC.

Warum Pay-as-Bid (First-Price) MMIC-konform ist

• Der Nutzer zahlt exakt sein eigenes Gebot – kein fremdes Gebot kann den Preis beeinflussen.
• Ein Builder kann durch das Einfügen einer eigenen Transaktion keinen anderen Nutzer überbieten, weil der Preis bereits fixiert ist.
• Formaler Nachweis aus dem Jahr 2021 (Auktionsform für MMIC-Konformität: Pay-as-Bid) bestätigt, dass Zweitpreisauktionen auf Blockchains anfällig für unüberprüfbare Scheinangebote sind.

Die Entscheidung für ein Pay-as-Bid-Verfahren bei der Consumer-Abrechnung in Version 3.1 wird dadurch wissenschaftlich gestützt.

Entkopplung des Provider-Gases vom EIP-1559-Regelkreis

EIP-1559 reguliert die Basisgebühr dynamisch anhand der Differenz zwischen verbrauchtem Gas und dem Zielwert (Target). Der maximale Anpassungsschritt pro Block ist durch BASEFEEMAXCHANGEDENOMINATOR = 8 auf 12,5 % festgelegt (Jahr 2021). Leonardos et al. (2021) zeigen, dass permanente Überschreitungen des Zielwerts zu einem exponentiellen Anstieg der base fee führen können.

Problematik subventionierter Provider-Transaktionen

• Provider-Transaktionen werden nur durch blocklokale Subventionsüberschüsse finanziert, nicht durch eigenständige Zahlungsbereitschaft.
• Würde man das Provider-Gas in den Anpassungsalgorithmus einbeziehen, entsteht ein falsches Knappheitssignal, das die base fee unnötig in die Höhe treibt.
• Ein „Schatten-Controller“ (Shadow Controller) schließt Provider-Gas aus dem Regelsignal aus und stabilisiert damit den Markt.

Die technische Notwendigkeit des Schatten-Controllers wird durch die genannten Parameter und Studien belegt.

Empirische Blockauslastung und Leerlaufkapazitäten auf Ethereum

Nach dem London-Upgrade (EIP-1559) liegt die durchschnittliche Blockauslastung sehr nahe am Zielwert von 15 Millionen Gas. Das harte Limit beträgt 30 Millionen Gas, wodurch das Verhältnis von Zielwert zu Hard-Cap 1 : 2 (Elasticity Multiplier = 2) beträgt. In der Praxis weisen Blöcke im Schnitt etwa 50 % Leerlaufkapazität auf.

Messwerte

• Gas-Target: 15 000 000 Gas (2021, Quelle S2)
• Hard-Cap: 30 000 000 Gas (2021, Quelle S2)
• Maximaler Base-Fee-Anpassungsfaktor pro Block: 12,5 % (2021, Quelle S2)
• Zeit bis Verdopplung der Basisgebühr bei vollem Block (12 s Slot): 72 Sekunden (2022, Quelle S3)

Diese Zahlen belegen, dass die Nutzung ungenutzter Blockkapazität („Idle Capacity“) der Normalfall ist und nicht die physische Verdrängung regulärer Transaktionen.

Risiken und Gegenmaßnahmen

Gefahr von State Bloat

EIP-1559 nutzt die base fee auch als Schutz gegen unkontrolliertes Wachstum des Ethereum-Zustands. Würde zeitflexiblen Transaktionen systematisch unterhalb der Grenzkosten Zugang gewährt, könnten speicherintensive Smart-Contract-Operationen verbilligt werden und langfristig Knotenbetreiber überlasten.

Umgehung durch private MEV-Märkte

Block-Builder erzielen bedeutende Einnahmen über Off-Chain-Bundles (MEV-Boost). Wenn Builder ökonomisch stärker von Bundles außerhalb der protokollierten TLA-Reihenfolge profitieren, könnte die Durchsetzung der intra-block Bänder zusammenbrechen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Warum zahlt der Provider bei TLA nicht einfach ein geringeres Trinkgeld (Priority Fee)?Das EIP-1559-Protokoll schreibt vor, dass jede gültige Transaktion zwingend mindestens die Basisgebühr pro Gas verbrennen muss. Eine Senkung der Priority Fee kann die Gesamtkosten niemals unter diesen Mindestpreis drücken.Warum ist eine Erstpreisauktion (Pay-as-Bid) für Consumers sicherer als eine Zweitpreisauktion?Bei einer Zweitpreisauktion kann der Block-Builder eine eigene Scheintransaktion direkt unter dem Gebot eines Nutzers einfügen und so dessen zu zahlenden Betrag künstlich maximieren (Verletzung von MMIC). Bei Pay-as-Bid zahlt der Nutzer exakt sein eigenes Gebot, wodurch dieser Angriffsvektor entfällt.Was passiert mit TLA, wenn ein Block tatsächlich zu 100 % ausgelastet ist?Erreicht der Block das Limit von 30 Millionen Gas, wird die reine Leerlauf-Nutzung zu einer echten Verdrängung. Der Builder wählt dann strikt nach Ertragsmaximierung aus, wodurch Provider-Transaktionen zugunsten voll zahlender Standard-Transaktionen verworfen werden.

Fazit

Der vorgeschlagene Mechanismus der Temporal Liquidity Authorization erweitert EIP-1559 um eine differenzierte Preisgestaltung für zeitliche Transaktionspräferenzen. Durch die Umstellung auf ein Pay-as-Bid-Modell wird die Myopic Miner Incentive Compatibility (MMIC) gewährleistet und Builder-Manipulationen verhindert. Die Entkopplung des Provider-Gases vom dynamischen Basisgebühren-Controller verhindert ein falsches Knappheitssignal und schützt den Markt vor exponentiellen Base-Fee-Steigungen. Empirische Daten zeigen, dass die Mehrheit der Blocks erhebliche Leerlaufkapazität besitzt, was die Einführung einer intra-block Bepreisung von idle capacity zu einer effizienten Nutzung vorhandener Ressourcen macht. Gleichzeitig müssen potenzielle Risiken wie State Bloat und MEV-Umgehungen sorgfältig überwacht und durch geeignete Protokoll- und Governance-Mechanismen adressiert werden. Insgesamt liefert das Konzept eine fundierte ökonomische und spieltheoretische Basis für die nächste Evolutionsstufe des Ethereum-Gebührenmarktes.