汇总是被高估还是被低估？ Rollup收入与成本结构分析

07-11

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背景

以太坊Rollup L2 生态蓬勃发展，日均 TVL 总额突破 370 亿美元。不过 Rollups 的短期价格表现并未达到预期。FDV 方面， Arbitrum等主流 Rollup 的 FDV 达到 80 亿美元， Optimism达到 74 亿美元，Starknet 达到 71 亿美元，zkSync 的 FDV 达到 37 亿美元，而 Solana 的 FDV 达到 770 亿美元。

从收入角度来看，以太坊在 2023 年的收入达到了 20 亿美元，而Arbitrum和OP 主网的年收入分别为 6300 万美元和 3700 万美元。像今年以强劲表现进入市场的新人 Base 和 zkSync 在 2024 年上半年的收入分别为 5000 万美元和 2300 万美元，而以太坊同期的收入为 13.9 亿美元，可见差距并未缩小。 Rollups 尚未实现与以太坊相当的收入规模。

其中一个因素是 Rollups 上的应用对用户吸引力不够，这是大多数区块链都存在的一个问题。我们的问题是：Rollups 作为大规模采用的基础设施，其发挥的作用有多大？由于目前活动水平较低，其价值是否被低估了？

一切还是回到最初的命题：Rollups 的出现，是因为以太坊越来越拥堵，成本达到用户无法接受的程度。Rollups 的本质就是为了降低成本。除了安全之外，Rollups 还拥有颠覆性的成本结构，随着交易量的增加，成本结构会变得更经济。如果这一原则能够有效实现，Rollups 或将拥有不可替代的价值。

本文简单分析了Rollups当前的经济结构，并展望了未来的可能性。

Rollup商业模式

概述

Rollups 使用 Sequencer 作为现金流的网关，向用户收取 Rollups 交易的费用，以弥补 L1 和 L2 产生的成本，并产生额外的利润。

在收入方面，费用包括：

基本费用（包括拥堵费）
优先费用
支付 L1 费用的费用

此外，该协议还可以通过以下策略获取潜在收入：

MEV 费用

在成本方面，费用包括相对较小的L2成本和较大的L1成本，例如：

数据可用性 (DA) 成本
验证成本
执行成本

Rollups 与其他 L2 解决方案的不同之处在于其成本结构。占比最大的 DA 成本被视为可变成本，会随着提交给 L1 的数据量而波动，而验证和执行成本则通常被视为维持 Rollups 运营所必需的固定成本。

我们的目的是明确 Rollup 的边际成本，即一笔额外交易的额外成本在多大程度上低于每笔交易的平均成本。这一分析对于验证“用户越多， Rollup越便宜”这句话至关重要。

背后的原因是 Rollups 批量处理数据、压缩数据并汇总验证，理论上与其他 L1 相比，其边际成本更低。Rollups 的固定成本应该在每笔交易中得到很好的摊销，当交易量很大时，这些成本可以忽略不计，但这也需要我们的验证。

汇总收入

交易费收入

Rollups 的主要收入来自 L2 交易费。这些费用旨在支付 Rollups 的运营成本，并产生一部分利润来对冲 L1 gas 成本的长期波动。一些 Rollups 还收取交易优先费，让用户可以加快紧急交易的处理速度。

Arbitrum和 zkSync 采用先到先得的机制，交易按照收到的顺序进行处理。OP stackOP问题采取了更灵活的方法，允许交易通过支付优先费来“插队”。

对于用户来说，在活动较少的时段，L2 基本费用由最低费用决定。在繁忙时段，拥堵费是根据每个 Rollup 对拥堵程度的评估而收取的，拥堵费通常会呈指数级增长。

由于 Rollups L2 的成本极低（仅由链下工程和运营成本组成），且收费相当灵活，几乎所有用于支付 L2 费用的收入都成为协议的利润。由于当前排序器的集中化，治理组织可以相对自由地决定费用参数以满足其短期需求。

MEV 收入

MEV 交易分为恶意交易和非恶意交易，恶意 MEV 包括三明治攻击等抢先交易，非恶意 MEV 包括套利、清算等回购交易。

与 L1 不同，Rollups 不提供公共内存池；只有排序器可以在交易完成之前看到它们，因此只有排序器才有能力在 L2 上启动 MEV。由于大多数 L2 目前都运行着自己的中心化排序器，因此暂时不太可能发生恶意 MEV。

根据 Christof Ferreira Torres 等人的研究，他们在 Rollups 上重放交易，得出结论： Arbitrum、 Optimism和 Zksync 确实参与了链上非恶意的 MEV 活动。这三条链总共创造了 2200 万美元的 MEV 价值，使其成为值得关注的重要收入来源。

资料来源：《Rolling in the Shadows：分析 Layer-2 Rollup中的 MEV 提取》

支付 L1 费用的费用

这部分费用是 Rollups 收取的，用于支付 L1 成本。除了预测 L1 gas 以支付 L1 数据的成本外，Rollups 还会产生额外的费用作为对冲未来 gas 价格波动的储备，这从根本上来说代表了 Rollups 的收入。例如， Arbitrum增加了一项“动态”费用，而OP stack 则将费用乘以“动态开销”系数。在 EIP4844 升级之前，这些费用估计约为 DA 成本的十分之一。

收入分成

由于使用OP堆栈，Base 与OP Superchain 拥有特殊的收入共享模式。Base 承诺将其总收入的 2.5% 或 L2 交易利润的 15%（扣除向 L1 提交数据的相关成本后）中的较大者提供给OP堆栈。作为回报，Base 将参与OP堆栈和 Superchain 的链上治理，并将获得高达 2.75% 的OP代币供应量。最近的数据显示，Base 每天为 Superchain 的收入贡献约 5 ETH 。

显然，Base 为Optimism提供了相当一部分收入。除了单纯的现金流，健康的网络效应也使OP Stack 生态系统对用户和市场更具吸引力。虽然 Arbitrum 的一些指标（如 TVL 或稳定币市值）可能超过 Base + Optimism，但在交易量和收入方面，它已无法超越后者。这从它们的市销率中可以看出——考虑到 Base 的收入，$OP 的市销率比 $ ARB高 16%，反映了生态系统为 $ OP增加的额外价值。

汇总成本

以太坊 L1 数据成本

每条链都有特定的成本结构，但通常可以分为执行成本、数据可用性成本和验证成本（ZK Rollups）。

执行成本

这些主要包括 L1 和 L2 之间的状态更新，以及跨链交互。

DA 成本

这涉及将压缩的交易数据、状态根和 ZK 证明发布到 DA 层。在 EIP4844 升级之前，L1 的主要成本，尤其是Arbitrum和 Base（超过 95%）、Zksync（超过 75%）和 Starknet（超过 80%）等协议的成本来自 DA 成本。在 EIP4844 之后，DA 成本显著下降，不同 Rollups 机制的降幅不同，从 50% 到 99% 不等。

验证成本

这些成本主要与 ZK Rollups 相关，用于使用 ZK 方法验证 Rollups 交易的可靠性。

其他费用

这些主要包括链下工程和运营成本。考虑到 Rollups 目前的运行情况，节点运行成本接近云服务器成本，相对较低（与企业 AWS 服务器成本相当）。

L2 利润与其他 L1 数据的比较

至此，我们对 Rollups 的整体收支结构有了大致的了解，可以将其与 Alt L1s 进行比较，我们选取了Arbitrum、Base、zkSync、Starknet 等 Rollups 的周均数据作为 Rollups 平均表现。

Rollups整体利润率与Solana相似，且较BSC呈现明显优势，体现了Rollups商业模式在盈利能力和成本管理方面的优异表现。

Rollup 之间的比较

概述

Rollups 在不同阶段的基本表现存在明显差异。例如，当有空投预期时，Rollups 的交易量会大幅增加。这种增加伴随着收入和成本的大幅上升。

大多数 Rollup 仍处于早期阶段，短期盈利能力并不像确保财务可持续性和支持其长期竞争那么重要。这与 Starknet 目前不向用户收取额外费用以赚取利润的态度一致。

然而，自 2024 年 3 月中旬以来，Starknet 一直处于持续亏损状态。这些亏损的根本原因是什么？这种情况会长期持续下去吗？

让我们深入探讨一下这个问题。Rollup 的边际成本结构因每条链使用的特定Rollup机制而异。数据压缩技术和其他计算机制的差异也会导致成本差异。

我们的目的是比较 Rollups 中的成本，以帮助我们横向评估不同 Rollups 所具有的特征。

不同Rollup类型的成本结构

ZK汇总

ZK Rollups 的主要区别在于验证成本，这通常可以视为其固定成本。这些成本很难通过费用分配来抵消，也是 Rollups 陷入财务困境的根本原因。

来源： David Barreto @Starknet、Quarkslab、Eli Barabieri、IOSG

我们将使用 Starknet 和 zkSync 作为示例。

星网

Starknet 使用其专有的验证服务 SHARP 来处理交易排序、确认和区块生产。完成这些步骤后，交易将通过 SHARP 进行批处理并构建交易证明，然后将其发送到 L1 合约进行验证。一旦获得批准，证明将转发给核心合约。在 Starknet 中，验证和 DA 的固定成本分别来自The Block和批处理过程。

在 Starknet 中，可变成本随着交易数量的增加而增加，这主要是由于 DA 成本，理论上不应该引起用户的额外支出。但实际上，Starknet 是按每次写入操作收取交易费的，但其 DA 成本仅由更新的内存单元数量决定，而不是由每个单元的更新频率决定。因此，Starknet 此前对 DA 成本收取过高的费用。

交易费用的收取和运营成本的支付发生的时间不同，这可能导致潜在的损失或利润。

因此，只要交易持续发生，Starknet 就需要持续生产区块并支付与区块和批次相关的固定成本。此外，交易越多，需要支付的可变成本就越高。固定成本不会显著增加边际成本。

由于每个区块的计算资源限制（Cairo Steps），Starknet 的 gas 费用计算方法基于使用的资源和数据量，涵盖固定成本和可变成本。然而，每个区块或批次的成本很难分配给每笔交易，但由于一旦达到一定水平的计算资源（触发固定成本），区块就会最终确定，因此可以根据使用的计算资源量计算和收取一部分固定成本。

但由于出块时间的限制，如果交易量不足（单个区块的计算量较低），计算资源并不能有效反映需要分摊的成本，无法完全覆盖固定成本。而且“计算资源限制”会随着 Starknet 网络参数升级而发生变化。EIP4844 之后的短期损失较大就是例证，只有在调整收费中包含的计算资源参数后损失才有所缓解。

Starknet 的收费模式无法有效弥补每笔交易的固定成本。因此，当 Starknet 的主网更新和交易量极低时，它就会遭受损失。

zkSync（zkSync 时代）

在 Boojum 升级之后，zkSync Era 从区块验证转向批量验证，并且只存储状态差异，有效降低了验证和 DA 成本。流程基本类似 Starknet，Sequencer 向 Executor 合约提交批次（状态差异和 DA 承诺），Prover 节点提交验证（ZK 证明和 DA 承诺），验证通过后执行批次（每 45 个批次执行一次）；区别在于 Starknet 对区块和批次都有验证成本，而 zkSync 只对批次有验证成本。

zkSync 与 Starknet 之间的成本比较

Starknet 中的批次大小与 zkSync Era 相比要大得多，zkSync Era 将每个批次限制为 750 或 1,000 笔交易，而 Starknet 每个批次没有交易限制。

从表格中可以看出，Starknet 的扩容能力更强，每个区块的计算资源限制使其能够处理更多的交易和批次，提升了其在高频交易和大量简单操作场景下的性能。然而，Starknet 在交易量低迷时期的固定成本较高。相反，zkSync 的压缩效率高，区块资源灵活，在适应 L1 gas 价格波动和低活跃度时期具有优势。然而，zkSync 的出块速度有限。

对于用户来说，Starknet 的收费模式更倾向于友好，与 L1 的关联性更小，规模经济更强；zkSync 的手续费更划算，但与 L1 的波动性更大；对于 Rollups 来说，在低活跃度阶段，Starknet 的高固定成本可能会导致亏损，而 zkSync 更适合这样的场景。Starknet 更适合处理大量高频交易，同时控制成本，而 zkSync 目前的机制在高流量场景下可能会略有滞后。

乐观Rollup

Optimistic Rollup的成本结构相对简单。没有验证成本，用户只需支付 L2 上的计算成本和将数据发布到 L1 的 DA 成本。每个区块或几个区块都会定期将状态根上传到 L1，这往往是固定成本。而压缩交易的上传则代表可预测的可变成本，并均匀分布在每笔交易中。

相比zk Rollup，其固定成本更低，更适合中等交易量的场景。但由于每笔交易都需要签名，导致 DA 或者说可变成本更高。在活跃度较高的阶段，Optimistic Rollup 在边际成本上的优势会变小。

以目前的使用规模来看，ZK Rollups 的固定成本可能会导致成本高于 Optimistic Rollups，从而增加用户的成本。但是 ZK Rollups 的可扩展性优势非常显著：随着交易量的增加，验证成本逐渐降低，节省的边际成本最终会超过 Optimistic Rollups。此外，运行 Validiums/Volitions 且 DA 只需要状态差异，提现速度更快，对可扩展性和 RaaS 生态都更有利。

数据比较

收入

从表格中我们可以发现，Base 的每笔交易收入较高，Starknet 的收入较低。值得注意的是，在 EIP4844 升级之前， Arbitrum的每笔交易收入较高，而升级之后，Base 的每笔交易收入有所增加。

成本

从单笔交易成本来看，在 EIP4844 升级之前，Base 的交易成本过高，这是因为 DA 成本过高，导致边际成本过高，规模经济的成本优势并未显现。在 EIP4844 升级之后，随着 DA 成本的大幅降低，Base 的单笔交易成本大幅下降，是所有 Rollup 中最低的。对比OP和 ZK，显然OP Rollups 在升级中获益更多。

StarkNet 的 DA 成本降低了约 4 到 10 倍，略低于OP Rollups。这与我们的理论一致：ZK Rollups 在 EIP4844 升级中并没有像OP Rollups 那样获益。EIP4844 之后zk Rollup成本的表现也反映了固定成本的影响。

利润

数据显示，Base 凭借规模经济，利润率最高，大幅超越Arbitrum。ZK Rollups 中，Starknet 由于交易量低，目前无法覆盖固定成本，导致交易利润为负；zkSync 虽然有盈利，但也受限于固定成本，利润低于OP Rollups。EIP4844 升级并没有直接提升利润率，主要受益者还是用户，成本支出将大幅减少。