以太坊 Rollup 層 2 生態(tài)系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，總每日鎖倉量（TVL）超過 370 億美元。然而，Rollup 的短期價(jià)格表現(xiàn)未達(dá)預(yù)期。就全面稀釋估值（FDV）而言，主流 Rollup 如 Arbitrum 的 FDV 達(dá)到 80 億美元，Optimism 為 74 億美元，Starknet 為 71 億美元，zkSync 的 FDV 為 37 億美元，而 Solana 的 FDV 為 770 億美元。
從收入角度看，以太坊在 2023 年的收入達(dá)到 20 億美元，而 Arbitrum 和 Optimism 主網(wǎng)分別產(chǎn)生了 6300 萬美元和 3700 萬美元的年收入。今年表現(xiàn)強(qiáng)勁的新秀如 Base 和 zkSync，2024 年上半年分別賺取了 5000 萬美元和 2300 萬美元，而以太坊同期收入為 13.9 億美元，表明差距尚未縮小。Rollup 尚未實(shí)現(xiàn)與以太坊相當(dāng)?shù)氖杖胍?guī)模。
一個(gè)因素是 Rollup 上的應(yīng)用程序?qū)τ脩舻奈Σ蛔悖@是大多數(shù)鏈條的共同問題。我們的問題是：Rollup 作為大規(guī)模采用的基礎(chǔ)設(shè)施，其作用發(fā)揮得有多有效？它們的價(jià)值是否因當(dāng)前活動水平較低而被低估？
一切仍然回到最初的命題：Rollup 的出現(xiàn)是由于以太坊日益嚴(yán)重的擁堵和用戶無法接受的高成本。Rollup 本質(zhì)上是為了降低成本而設(shè)計(jì)的。除了安全目的，Rollup 還擁有一種顛覆性的成本結(jié)構(gòu)，隨著交易量的增加變得更加經(jīng)濟(jì)。如果這一原則能夠有效實(shí)現(xiàn)，Rollup 可能具有不可替代的價(jià)值。
本文簡要分析了 Rollup 的當(dāng)前經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，并展望了未來的可能性。
1、Rollup 商業(yè)模式
概述 Rollup 通過 Sequencer 作為現(xiàn)金流的入口，對 Rollup 交易收取費(fèi)用，以覆蓋 L1 和 L2 產(chǎn)生的成本，并生成額外利潤。
在收入方面，費(fèi)用包括：
- 基礎(chǔ)費(fèi)用（包括擁堵費(fèi)用）
- 優(yōu)先費(fèi)用
- 覆蓋 L1 成本的費(fèi)用
此外，協(xié)議還可以通過以下策略捕獲潛在收入：
- MEV 費(fèi)用
在成本方面，費(fèi)用包括相對較小的 L2 成本和較大的 L1 成本，如：
- 數(shù)據(jù)可用性（DA）成本
- 驗(yàn)證成本
- 執(zhí)行成本
Rollup 與其他 L2 解決方案的區(qū)別在于其成本結(jié)構(gòu)。最大比例的 DA 成本被視為隨提交到 L1 的數(shù)據(jù)量波動的可變成本，而驗(yàn)證和執(zhí)行成本則更多地被視為維持 Rollup 運(yùn)營所必需的固定成本。
我們旨在闡明 Rollup 的邊際成本，即額外交易的額外成本在多大程度上低于每筆交易的平均成本。這一分析對于驗(yàn)證「用戶越多，Rollup 越便宜」這一說法至關(guān)重要。
其背后的原因是 Rollup 以批量處理數(shù)據(jù)、壓縮數(shù)據(jù)和聚合驗(yàn)證，從而理論上導(dǎo)致比其他 L1 更低的邊際成本。Rollup 的固定成本應(yīng)在每筆交易中得到良好攤銷，當(dāng)交易量高時(shí)，這些固定成本變得微不足道，但這也需要我們的驗(yàn)證。
2、Rollups 收入
1）交易費(fèi)用收入
Rollups 的主要收入來源于 L2 交易費(fèi)用。這些費(fèi)用旨在覆蓋 Rollups 的運(yùn)營成本，并產(chǎn)生一定的利潤，以對沖 L1 gas 成本的長期波動。某些 Rollups 還收取交易優(yōu)先費(fèi)用，允許用戶加快緊急交易的處理。
Arbitrum 和 zkSync 采用先到先得的機(jī)制，按照交易接收的順序進(jìn)行處理。OP 堆棧在這個(gè)問題上采用了更靈活的方法，允許通過支付優(yōu)先費(fèi)用「插隊(duì)」處理交易。
對用戶來說，L2 基礎(chǔ)費(fèi)用在低活動期間由最低費(fèi)用決定。在繁忙時(shí)段，擁堵費(fèi)用則根據(jù)每個(gè) Rollup 對擁堵程度的評估來收取，通常呈指數(shù)級增長。
由于 Rollup L2 的成本極低（僅包括鏈下工程和運(yùn)營成本），且收費(fèi)非常靈活，幾乎所有用于支付 L2 費(fèi)用的收入都成為協(xié)議的利潤。由于當(dāng)前排序者的集中化，治理組織可以相對自由地決定費(fèi)用參數(shù)，以滿足其短期需求。
2）MEV 收入
MEV 交易分為惡意和非惡意兩類。惡意 MEV 包括像三明治攻擊這樣的搶先交易。非惡意 MEV 則涉及套利和清算等跟隨交易。
與 L1 不同，Rollups 沒有提供公共內(nèi)存池；只有排序者在交易最終確定前可以看到交易，因此只有排序者有能力在 L2 上發(fā)起 MEV。由于大多數(shù) L2 目前運(yùn)行自己集中的排序者，惡意 MEV 的發(fā)生暫時(shí)不太可能。
根據(jù) Christof Ferreira Torres 等人的研究，通過重放 Rollup 上的交易，得出結(jié)論：Arbitrum、Optimism 和 zkSync 確實(shí)參與了鏈上的非惡意 MEV 活動。這三條鏈共產(chǎn)生了 2200 萬美元的 MEV 價(jià)值，使其成為值得關(guān)注的重要收入來源。
3）覆蓋 L1 成本的費(fèi)用
這部分費(fèi)用是由 Rollups 收取以覆蓋 L1 成本。除了預(yù)測 L1 gas 費(fèi)用以覆蓋 L1 數(shù)據(jù)成本外，Rollups 還會產(chǎn)生額外的費(fèi)用作為儲備，以對沖未來 gas 價(jià)格波動，這實(shí)際上代表了 Rollups 的一種收入。例如，Arbitrum 增加了「動態(tài)」費(fèi)用，而 OP Stack 則通過「動態(tài)開銷」系數(shù)來乘以費(fèi)用。在 EIP4844 升級之前，這些費(fèi)用約占 DA 成本的十分之一。
4）收入分享
Base 由于使用了 OP Stack，與 OP Superchain 有一個(gè)特殊的收入分享模式。Base 承諾將其總收入的 2.5% 或 L2 交易利潤（扣除提交數(shù)據(jù)到 L1 的成本后）的 15%，兩者取其高，給予 OP Stack。作為回報(bào)，Base 將參與 OP Stack 和 Superchain 的鏈上治理，并將獲得最多 2.75% 的 OPToken 供應(yīng)。最新數(shù)據(jù)顯示，Base 每天為 Superchain 的收入貢獻(xiàn)約 5 ETH。
顯然，Base 為 Optimism 提供了重要的收入來源。除了現(xiàn)金流之外，健康的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)也使 OP Stack 生態(tài)系統(tǒng)對用戶和市場更具吸引力。盡管 Arbitrum 的一些指標(biāo)如 TVL 或穩(wěn)定幣市值可能超過 Base + Optimism，但在交易量和收入方面，它已無法超越后者。這從它們的市銷率（P/S 比率）中可以看出——考慮到 Base 的收入，$OP 的 P/S 比率比 $ARB 高出 16%，反映了生態(tài)系統(tǒng)為 $OP 增加的附加值。（P/S 比率是用于衡量公司市值與銷售收入之間關(guān)系的金融指標(biāo)，可用于評估公司的估值水平和市場對其未來銷售增長的預(yù)期。）
3、Rollups 成本
以太坊 L1 數(shù)據(jù)成本 每條鏈都有特定的成本結(jié)構(gòu)，但一般可以分為執(zhí)行成本、數(shù)據(jù)可用性（DA）成本和驗(yàn)證成本（ZK Rollups）。
1）執(zhí)行成本
這些成本主要包括 L1 和 L2 之間的狀態(tài)更新以及跨鏈交互。
2）DA 成本
這涉及將壓縮的交易數(shù)據(jù)、狀態(tài)根和 ZK 證明發(fā)布到 DA 層。在 EIP4844 升級之前，L1 的主要成本，特別是對于像 Arbitrum 和 Base 這樣的協(xié)議（超過 95%），以及對于 Zksync（超過 75%）和 Starknet（超過 80%），來自于 DA 成本。EIP4844 升級后，DA 成本顯著降低，降低幅度根據(jù) Rollup 機(jī)制的不同，范圍從 50% 到 99% 不等。
3）驗(yàn)證成本
主要與 ZK Rollups 相關(guān)，這些成本用于通過 ZK 方法驗(yàn)證 Rollup 交易的可靠性。
4）其他成本
這些主要包括鏈下工程和運(yùn)營成本。鑒于當(dāng)前 Rollup 的運(yùn)行，節(jié)點(diǎn)操作成本接近于云服務(wù)器成本，相對較低（類似于企業(yè)使用的 AWS 服務(wù)器成本）。
4、L2 利潤與其他 L1 數(shù)據(jù)的比較
到目前為止，我們對 Rollup 的整體收入和支出結(jié)構(gòu)有了大致的了解。我們可以將其與其他 L1 進(jìn)行比較。我們選擇了包括 Arbitrum、Base、zkSync 和 Starknet 在內(nèi)的 Rollup 的平均每周數(shù)據(jù)作為 Rollup 的平均表現(xiàn)。
Rollup 的整體利潤率與 Solana 相似，并且明顯優(yōu)于 BSC，反映出 Rollup 商業(yè)模式在盈利能力和成本管理方面的卓越表現(xiàn)。
5、Rollup 之間的比較
1）概述
Rollup 在不同階段的基本表現(xiàn)顯示出顯著差異。例如，在預(yù)期空投時(shí)，Rollup 的交易量顯著增加。這種增加伴隨著收入和成本的顯著上升。
大多數(shù) Rollup 目前仍處于早期階段，短期盈利并不像確保財(cái)務(wù)可持續(xù)性和支持長期競爭那樣關(guān)鍵。這與 Starknet 當(dāng)前不向用戶收取額外利潤費(fèi)用的態(tài)度是一致的。
然而，自 2024 年 3 月中旬以來，Starknet 一直處于持續(xù)虧損狀態(tài)。造成這些虧損的潛在原因是什么？這種情況是否會長期持續(xù)？
讓我們深入探討這個(gè)問題。Rollup 的邊際成本結(jié)構(gòu)因每個(gè)鏈所使用的具體 Rollup 機(jī)制而異，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的差異和其他計(jì)算機(jī)制也導(dǎo)致成本差異。
我們的目標(biāo)是比較 Rollups 內(nèi)部的成本，以幫助我們橫向評估不同 Rollups 所具備的特點(diǎn)。
2）不同 Rollup 類型的成本結(jié)構(gòu)
A、ZK Rollups
ZK Rollups 在驗(yàn)證成本方面存在主要差異，這通常可以視為它們的固定成本。這些成本很難通過費(fèi)用分配來抵消，也是 Rollups 陷入財(cái)務(wù)赤字的根本原因。
我們將以 Starknet 和 zkSync 作為例子。
Starknet
Starknet 使用其專有的驗(yàn)證服務(wù) SHARP 來處理交易排序、確認(rèn)和區(qū)塊生成。在這些步驟之后，交易會被分批處理，并通過 SHARP 構(gòu)建交易證明，然后將其發(fā)送到 L1 合約進(jìn)行驗(yàn)證。一旦獲得批準(zhǔn)，證明將被轉(zhuǎn)發(fā)到核心合約。在 Starknet 中，驗(yàn)證和數(shù)據(jù)可用性的固定成本分別來自區(qū)塊和批處理過程。
在 Starknet 中，變動成本隨著交易數(shù)量的增加而增加，主要是由于數(shù)據(jù)可用性（DA）成本。理論上，DA 成本不應(yīng)該給用戶帶來額外的支出。然而，在實(shí)際情況中，Starknet 會按照每次寫操作收取交易費(fèi)用，但其 DA 成本僅由更新的內(nèi)存單元數(shù)量確定，而不是由每個(gè)單元的更新頻率確定。因此，Starknet 之前對 DA 成本進(jìn)行了過高收費(fèi)。
交易費(fèi)用的收取和運(yùn)營成本的支付發(fā)生在不同的時(shí)間，這可能導(dǎo)致潛在的損失或利潤。
因此，只要交易繼續(xù)發(fā)生，Starknet 需要持續(xù)產(chǎn)生區(qū)塊并支付與區(qū)塊和批處理相關(guān)的固定成本。此外，交易數(shù)量越多，需要支付的變動成本就越高。固定成本對邊際成本的增加影響不大。
由于每個(gè)區(qū)塊（Cairo Steps）的計(jì)算資源限制，Starknet 的 gas 費(fèi)計(jì)算方法基于使用的資源和數(shù)據(jù)量，涵蓋了固定成本和變動成本。然而，很難將每個(gè)區(qū)塊或批次的成本分配給每個(gè)交易，但由于一旦達(dá)到一定的計(jì)算資源水平（觸發(fā)固定成本），一個(gè)區(qū)塊就會完成，因此可以根據(jù)使用的計(jì)算資源量計(jì)算和收取部分固定成本。
然而，由于區(qū)塊時(shí)間的限制，如果交易量不足（單個(gè)區(qū)塊的計(jì)算負(fù)載較低），計(jì)算資源不能有效地反映需要分配的成本，因此無法完全覆蓋固定成本。此外，「計(jì)算資源限制」可能會隨著 Starknet 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的升級而發(fā)生變化。EIP4844 之后的短期重大損失就是一個(gè)例子，只有在調(diào)整了收費(fèi)中包含的計(jì)算資源參數(shù)之后，損失才得以緩解。
Starknet 的收費(fèi)模型在每個(gè)交易中無法有效覆蓋固定成本。因此，在 Starknet 的主網(wǎng)更新和交易量極低的情況下，它會遭受損失。
zkSync（zkSync Era）
在 Boojum 升級之后，zkSync Era 從區(qū)塊驗(yàn)證轉(zhuǎn)向批次驗(yàn)證，并只存儲狀態(tài)差異，有效降低了驗(yàn)證和 DA 成本。該過程基本類似于 Starknet，Sequencer 將批次提交給 Executor 合約（狀態(tài)差異和 DA 承諾），Prover 節(jié)點(diǎn)提交驗(yàn)證（ZK 證明和 DA 承諾）。在通過驗(yàn)證后執(zhí)行批次（每 45 個(gè)批次執(zhí)行一次）；不同之處在于，Starknet 對區(qū)塊和批次都會產(chǎn)生驗(yàn)證成本，而 zkSync 僅對批次產(chǎn)生驗(yàn)證成本。
zkSync 和 Starknet 之間的成本比較
與 zkSync Era 相比，Starknet 的批次大小要大得多，zkSync Era 將每個(gè)批次限制為 750 或 1000 個(gè)交易，而 Starknet 的每個(gè)批次沒有交易限制。
從表格中可以明顯看出，Starknet 擁有更強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。每個(gè)區(qū)塊的計(jì)算資源限制使其能夠處理更多的交易和批次，提高了在高頻交易和涉及大量簡單操作的場景中的性能。然而，在交易量低的時(shí)期，Starknet 會遇到高固定成本的問題。相反，zkSync 通過其高壓縮效率和靈活的區(qū)塊資源，能夠適應(yīng) L1 gas 價(jià)格的波動和低活動期間，具有優(yōu)勢。然而，zkSync 在區(qū)塊生成速度方面存在限制。
對于用戶來說，Starknet 的收費(fèi)模型往往更友好，與 L1 的相關(guān)性較低，并具有更強(qiáng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。zkSync 的費(fèi)用更具成本效益，但會受到與 L1 的更大波動。對于 Rollups 來說，在低活動期間，Starknet 高固定成本可能導(dǎo)致虧損，而 zkSync 則更適合這種情況。Starknet 更適合處理大量高頻交易并同時(shí)控制成本，而 zkSync 的當(dāng)前機(jī)制在高交易量的情況下可能稍顯滯后。
B、Optimistic Rollup
Optimistic Rollup 的成本結(jié)構(gòu)相對簡單。在沒有驗(yàn)證成本的情況下，用戶只需要支付 L2 上的計(jì)算成本和將數(shù)據(jù)發(fā)布到 L1 的 DA 成本。每個(gè)區(qū)塊，或者一些區(qū)塊，定期向 L1 上傳一個(gè)狀態(tài)根，這往往是一個(gè)固定成本。而壓縮交易的上傳則代表了可預(yù)測的變動成本，均勻分?jǐn)偟矫總€(gè)交易中。
與 Zk Rollup 相比，Optimistic Rollup 具有較低的固定成本，更適用于中等交易量的場景。然而，由于每個(gè)交易都需要一個(gè)簽名，這導(dǎo)致了更高的 DA 或變動成本。在高活動期間，樂觀 Rollup 在邊際成本上的優(yōu)勢變得較小。
根據(jù)當(dāng)前的采用規(guī)模，ZK Rollup 的固定成本可能會導(dǎo)致比 Optimistic Rollup 更高的成本，從而增加用戶的成本。然而，ZK Rollup 的可擴(kuò)展性優(yōu)勢是顯著的：隨著交易量的增加，驗(yàn)證成本逐漸減少，節(jié)省下來的邊際成本最終將超過 Optimistic Rollup 的成本。此外，運(yùn)行 Validiums/Volitions 并且只需要狀態(tài)差異進(jìn)行 DA，以及更快的提款速度，對于可擴(kuò)展性和 RaaS 生態(tài)系統(tǒng)來說更好。
C、數(shù)據(jù)比較
從表格中可以看出，每個(gè)交易的收入中，Base 的收入較高，Starknet 的收入較低。值得注意的是，在 EIP4844 升級之前，Arbitrum 每個(gè)交易的收入較高，而升級后，Base 的每個(gè)交易收入增加了。
D、成本
根據(jù)每個(gè)交易的成本，在 EIP4844 之前，由于較高的 DA 成本，Base 的交易成本過高，實(shí)際上導(dǎo)致了更高的邊際成本。預(yù)期的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益并未明顯體現(xiàn)出成本優(yōu)勢。在 EIP4844 升級之后，由于 DA 成本的大幅降低，Base 的每個(gè)交易成本顯著降低，成為所有 Rollups 中最低的。比較 OP 和 ZK，可以明顯看出 OP Rollups 在升級中受益更多。
StarkNet 的 DA 成本降低了大約 4 到 10 倍，略低于 OP Rollups。這與我們的理論一致：ZK Rollups 在 EIP4844 升級中沒有像 OP Rollups 那樣受益。EIP4844 之后 ZK Rollup 成本的表現(xiàn)也反映了固定成本的影響。
E、利潤
根據(jù)數(shù)據(jù)，由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，Base 具有最高的利潤率，明顯超過 Arbitrum。在 ZK Rollups 中，由于交易量較低，Starknet 目前無法覆蓋其固定成本，導(dǎo)致交易利潤為負(fù)，而 zkSync 雖然有盈利，但也受到固定成本的限制，利潤較 OP Rollups 低。EIP4844 升級并沒有直接提高利潤率，主要受益者將是用戶，他們將看到大幅減少的成本支出。
6、未來展望
1）成本方面
目前，大多數(shù) Rollups 仍處于利潤曲線的早期階段，隨著交易量的增加，邊際成本和平均固定成本都會降低。然而，在未來，隨著 L2 生態(tài)系統(tǒng)中的交易量增加，由于網(wǎng)絡(luò)容量的增加，平均交易成本的上升將導(dǎo)致邊際成本逐漸上升（從 Base 在 3 月至 5 月的表現(xiàn)可以看出）。這是一個(gè)關(guān)鍵問題，對于 Rollups 的長期發(fā)展來說是不可忽視的。
在短期內(nèi)，對于 Rollups 來說，更有效地降低邊際成本是在競爭中取勝的最佳方式。在策略中，根據(jù)市場情況調(diào)整收入和成本模型是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案。
2）收入方面
為了保持長期競爭力，理想情況下，協(xié)議應(yīng)避免向用戶額外收費(fèi)，甚至可能對用戶進(jìn)行補(bǔ)貼，以使用戶的費(fèi)用低廉且穩(wěn)定。盡管優(yōu)先費(fèi)用可以增加收入，但足夠的鏈活動是必需品。
在 EIP4844 之后，一些 Rollups（如 Arbitrum）由于幾乎消除了 DA 數(shù)據(jù)費(fèi)用的隱藏利潤，導(dǎo)致收入大幅下降。Rollups 的收入模型變得更簡單，主要關(guān)注從 L2 費(fèi)用中提取收入。
總體而言，Rollups 的商業(yè)模式確實(shí)會受益于規(guī)模經(jīng)濟(jì)，特別是對于 ZK?Rollups。只是當(dāng)前的市場條件對于 Rollups 發(fā)揮其優(yōu)勢并不有利。