匯總是被高估還是被低估？ Rollup收入與成本結構分析

07-11

本文為機器翻譯

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背景

以太坊Rollup L2 生態蓬勃發展，日均 TVL 總額突破 370 億美元。不過 Rollups 的短期價格表現並未達到預期。FDV 方面， Arbitrum等主流 Rollup 的 FDV 達到 80 億美元， Optimism達到 74 億美元，Starknet 達到 71 億美元，zkSync 的 FDV 達到 37 億美元，而 Solana 的 FDV 達到 770 億美元。

從收入角度來看，以太坊在 2023 年的收入達到了 20 億美元，而Arbitrum和OP 主網的年收入分別為 6300 萬美元和 3700 萬美元。像今年以強勁表現進入市場的新人 Base 和 zkSync 在 2024 年上半年的收入分別為 5000 萬美元和 2300 萬美元，而以太坊同期的收入為 13.9 億美元，可見差距並未縮小。 Rollups 尚未實現與以太坊相當的收入規模。

其中一個因素是 Rollups 上的應用對用戶吸引力不夠，這是大多數區塊鏈都存在的一個問題。我們的問題是：Rollups 作為大規模採用的基礎設施，其發揮的作用有多大？由於目前活動水平較低，其價值是否被低估了？

一切還是回到最初的命題：Rollups 的出現，是因為以太坊越來越擁堵，成本達到用戶無法接受的程度。Rollups 的本質就是為了降低成本。除了安全之外，Rollups 還擁有顛覆性的成本結構，隨著交易量的增加，成本結構會變得更經濟。如果這一原則能夠有效實現，Rollups 或將擁有不可替代的價值。

本文簡單分析了Rollups當前的經濟結構，並展望了未來的可能性。

Rollup商業模式

概述

Rollups 使用 Sequencer 作為現金流的網關，向用戶收取 Rollups 交易的費用，以彌補 L1 和 L2 產生的成本，併產生額外的利潤。

在收入方面，費用包括：

基本費用（包括擁堵費）
優先費用
支付 L1 費用的費用

此外，該協議還可以通過以下策略獲取潛在收入：

MEV 費用

在成本方面，費用包括相對較小的L2成本和較大的L1成本，例如：

數據可用性 (DA) 成本
驗證成本
執行成本

Rollups 與其他 L2 解決方案的不同之處在於其成本結構。佔比最大的 DA 成本被視為可變成本，會隨著提交給 L1 的數據量而波動，而驗證和執行成本則通常被視為維持 Rollups 運營所必需的固定成本。

我們的目的是明確 Rollup 的邊際成本，即一筆額外交易的額外成本在多大程度上低於每筆交易的平均成本。這一分析對於驗證“用戶越多， Rollup越便宜”這句話至關重要。

背後的原因是 Rollups 批量處理數據、壓縮數據並彙總驗證，理論上與其他 L1 相比，其邊際成本更低。Rollups 的固定成本應該在每筆交易中得到很好的攤銷，當交易量很大時，這些成本可以忽略不計，但這也需要我們的驗證。

彙總收入

交易費收入

Rollups 的主要收入來自 L2 交易費。這些費用旨在支付 Rollups 的運營成本，併產生一部分利潤來對沖 L1 gas 成本的長期波動。一些 Rollups 還收取交易優先費，讓用戶可以加快緊急交易的處理速度。

Arbitrum和 zkSync 採用先到先得的機制，交易按照收到的順序進行處理。OP stackOP問題採取了更靈活的方法，允許交易通過支付優先費來“插隊”。

對於用戶來說，在活動較少的時段，L2 基本費用由最低費用決定。在繁忙時段，擁堵費是根據每個 Rollup 對擁堵程度的評估而收取的，擁堵費通常會呈指數級增長。

由於 Rollups L2 的成本極低（僅由鏈下工程和運營成本組成），且收費相當靈活，幾乎所有用於支付 L2 費用的收入都成為協議的利潤。由於當前排序器的集中化，治理組織可以相對自由地決定費用參數以滿足其短期需求。

MEV 收入

MEV 交易分為惡意交易和非惡意交易，惡意 MEV 包括三明治攻擊等搶先交易，非惡意 MEV 包括套利、清算等回購交易。

與 L1 不同，Rollups 不提供公共內存池；只有排序器可以在交易完成之前看到它們，因此只有排序器才有能力在 L2 上啟動 MEV。由於大多數 L2 目前都運行著自己的中心化排序器，因此暫時不太可能發生惡意 MEV。

根據 Christof Ferreira Torres 等人的研究，他們在 Rollups 上重放交易，得出結論： Arbitrum、 Optimism和 Zksync 確實參與了鏈上非惡意的 MEV 活動。這三條鏈總共創造了 2200 萬美元的 MEV 價值，使其成為值得關注的重要收入來源。

資料來源：《Rolling in the Shadows：分析 Layer-2 Rollup中的 MEV 提取》

支付 L1 費用的費用

這部分費用是 Rollups 收取的，用於支付 L1 成本。除了預測 L1 gas 以支付 L1 數據的成本外，Rollups 還會產生額外的費用作為對沖未來 gas 價格波動的儲備，這從根本上來說代表了 Rollups 的收入。例如， Arbitrum增加了一項“動態”費用，而OP stack 則將費用乘以“動態開銷”係數。在 EIP4844 升級之前，這些費用估計約為 DA 成本的十分之一。

收入分成

由於使用OP堆棧，Base 與OP Superchain 擁有特殊的收入共享模式。Base 承諾將其總收入的 2.5% 或 L2 交易利潤的 15%（扣除向 L1 提交數據的相關成本後）中的較大者提供給OP堆棧。作為回報，Base 將參與OP堆棧和 Superchain 的鏈上治理，並將獲得高達 2.75% 的OP代幣供應量。最近的數據顯示，Base 每天為 Superchain 的收入貢獻約 5 ETH 。

顯然，Base 為Optimism提供了相當一部分收入。除了單純的現金流，健康的網絡效應也使OP Stack 生態系統對用戶和市場更具吸引力。雖然 Arbitrum 的一些指標（如 TVL 或穩定幣市值）可能超過 Base + Optimism，但在交易量和收入方面，它已無法超越後者。這從它們的市銷率中可以看出——考慮到 Base 的收入，$OP 的市銷率比 $ ARB高 16%，反映了生態系統為 $ OP增加的額外價值。

彙總成本

以太坊 L1 數據成本

每條鏈都有特定的成本結構，但通常可以分為執行成本、數據可用性成本和驗證成本（ZK Rollups）。

執行成本

這些主要包括 L1 和 L2 之間的狀態更新，以及跨鏈交互。

DA 成本

這涉及將壓縮的交易數據、狀態根和 ZK 證明發布到 DA 層。在 EIP4844 升級之前，L1 的主要成本，尤其是Arbitrum和 Base（超過 95%）、Zksync（超過 75%）和 Starknet（超過 80%）等協議的成本來自 DA 成本。在 EIP4844 之後，DA 成本顯著下降，不同 Rollups 機制的降幅不同，從 50% 到 99% 不等。

驗證成本

這些成本主要與 ZK Rollups 相關，用於使用 ZK 方法驗證 Rollups 交易的可靠性。

其他費用

這些主要包括鏈下工程和運營成本。考慮到 Rollups 目前的運行情況，節點運行成本接近雲服務器成本，相對較低（與企業 AWS 服務器成本相當）。

L2 利潤與其他 L1 數據的比較

至此，我們對 Rollups 的整體收支結構有了大致的瞭解，可以將其與 Alt L1s 進行比較，我們選取了Arbitrum、Base、zkSync、Starknet 等 Rollups 的周均數據作為 Rollups 平均表現。

Rollups整體利潤率與Solana相似，且較BSC呈現明顯優勢，體現了Rollups商業模式在盈利能力和成本管理方面的優異表現。

Rollup 之間的比較

概述

Rollups 在不同階段的基本表現存在明顯差異。例如，當有空投預期時，Rollups 的交易量會大幅增加。這種增加伴隨著收入和成本的大幅上升。

大多數 Rollup 仍處於早期階段，短期盈利能力並不像確保財務可持續性和支持其長期競爭那麼重要。這與 Starknet 目前不向用戶收取額外費用以賺取利潤的態度一致。

然而，自 2024 年 3 月中旬以來，Starknet 一直處於持續虧損狀態。這些虧損的根本原因是什麼？這種情況會長期持續下去嗎？

讓我們深入探討一下這個問題。Rollup 的邊際成本結構因每條鏈使用的特定Rollup機制而異。數據壓縮技術和其他計算機制的差異也會導致成本差異。

我們的目的是比較 Rollups 中的成本，以幫助我們橫向評估不同 Rollups 所具有的特徵。

不同Rollup類型的成本結構

ZK彙總

ZK Rollups 的主要區別在於驗證成本，這通常可以視為其固定成本。這些成本很難通過費用分配來抵消，也是 Rollups 陷入財務困境的根本原因。

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

我們將使用 Starknet 和 zkSync 作為示例。

星網

Starknet 使用其專有的驗證服務 SHARP 來處理交易排序、確認和區塊生產。完成這些步驟後，交易將通過 SHARP 進行批處理並構建交易證明，然後將其發送到 L1 合約進行驗證。一旦獲得批准，證明將轉發給核心合約。在 Starknet 中，驗證和 DA 的固定成本分別來自The Block和批處理過程。

在 Starknet 中，可變成本隨著交易數量的增加而增加，這主要是由於 DA 成本，理論上不應該引起用戶的額外支出。但實際上，Starknet 是按每次寫入操作收取交易費的，但其 DA 成本僅由更新的內存單元數量決定，而不是由每個單元的更新頻率決定。因此，Starknet 此前對 DA 成本收取過高的費用。

交易費用的收取和運營成本的支付發生的時間不同，這可能導致潛在的損失或利潤。

因此，只要交易持續發生，Starknet 就需要持續生產區塊並支付與區塊和批次相關的固定成本。此外，交易越多，需要支付的可變成本就越高。固定成本不會顯著增加邊際成本。

由於每個區塊的計算資源限制（Cairo Steps），Starknet 的 gas 費用計算方法基於使用的資源和數據量，涵蓋固定成本和可變成本。然而，每個區塊或批次的成本很難分配給每筆交易，但由於一旦達到一定水平的計算資源（觸發固定成本），區塊就會最終確定，因此可以根據使用的計算資源量計算和收取一部分固定成本。

但由於出塊時間的限制，如果交易量不足（單個區塊的計算量較低），計算資源並不能有效反映需要分攤的成本，無法完全覆蓋固定成本。而且“計算資源限制”會隨著 Starknet 網絡參數升級而發生變化。EIP4844 之後的短期損失較大就是例證，只有在調整收費中包含的計算資源參數後損失才有所緩解。

Starknet 的收費模式無法有效彌補每筆交易的固定成本。因此，當 Starknet 的主網更新和交易量極低時，它就會遭受損失。

zkSync（zkSync 時代）

在 Boojum 升級之後，zkSync Era 從區塊驗證轉向批量驗證，並且只存儲狀態差異，有效降低了驗證和 DA 成本。流程基本類似 Starknet，Sequencer 向 Executor 合約提交批次（狀態差異和 DA 承諾），Prover 節點提交驗證（ZK 證明和 DA 承諾），驗證通過後執行批次（每 45 個批次執行一次）；區別在於 Starknet 對區塊和批次都有驗證成本，而 zkSync 只對批次有驗證成本。

zkSync 與 Starknet 之間的成本比較

Starknet 中的批次大小與 zkSync Era 相比要大得多，zkSync Era 將每個批次限制為 750 或 1,000 筆交易，而 Starknet 每個批次沒有交易限制。

從表格中可以看出，Starknet 的擴容能力更強，每個區塊的計算資源限制使其能夠處理更多的交易和批次，提升了其在高頻交易和大量簡單操作場景下的性能。然而，Starknet 在交易量低迷時期的固定成本較高。相反，zkSync 的壓縮效率高，區塊資源靈活，在適應 L1 gas 價格波動和低活躍度時期具有優勢。然而，zkSync 的出塊速度有限。

對於用戶來說，Starknet 的收費模式更傾向於友好，與 L1 的關聯性更小，規模經濟更強；zkSync 的手續費更划算，但與 L1 的波動性更大；對於 Rollups 來說，在低活躍度階段，Starknet 的高固定成本可能會導致虧損，而 zkSync 更適合這樣的場景。Starknet 更適合處理大量高頻交易，同時控制成本，而 zkSync 目前的機制在高流量場景下可能會略有滯後。

樂觀Rollup

Optimistic Rollup的成本結構相對簡單。沒有驗證成本，用戶只需支付 L2 上的計算成本和將數據發佈到 L1 的 DA 成本。每個區塊或幾個區塊都會定期將狀態根上傳到 L1，這往往是固定成本。而壓縮交易的上傳則代表可預測的可變成本，並均勻分佈在每筆交易中。

相比zk Rollup，其固定成本更低，更適合中等交易量的場景。但由於每筆交易都需要簽名，導致 DA 或者說可變成本更高。在活躍度較高的階段，Optimistic Rollup 在邊際成本上的優勢會變小。

以目前的使用規模來看，ZK Rollups 的固定成本可能會導致成本高於 Optimistic Rollups，從而增加用戶的成本。但是 ZK Rollups 的可擴展性優勢非常顯著：隨著交易量的增加，驗證成本逐漸降低，節省的邊際成本最終會超過 Optimistic Rollups。此外，運行 Validiums/Volitions 且 DA 只需要狀態差異，提現速度更快，對可擴展性和 RaaS 生態都更有利。

數據比較

收入

從表格中我們可以發現，Base 的每筆交易收入較高，Starknet 的收入較低。值得注意的是，在 EIP4844 升級之前， Arbitrum的每筆交易收入較高，而升級之後，Base 的每筆交易收入有所增加。

成本

從單筆交易成本來看，在 EIP4844 升級之前，Base 的交易成本過高，這是因為 DA 成本過高，導致邊際成本過高，規模經濟的成本優勢並未顯現。在 EIP4844 升級之後，隨著 DA 成本的大幅降低，Base 的單筆交易成本大幅下降，是所有 Rollup 中最低的。對比OP和 ZK，顯然OP Rollups 在升級中獲益更多。

StarkNet 的 DA 成本降低了約 4 到 10 倍，略低於OP Rollups。這與我們的理論一致：ZK Rollups 在 EIP4844 升級中並沒有像OP Rollups 那樣獲益。EIP4844 之後zk Rollup成本的表現也反映了固定成本的影響。

利潤

數據顯示，Base 憑藉規模經濟，利潤率最高，大幅超越Arbitrum。ZK Rollups 中，Starknet 由於交易量低，目前無法覆蓋固定成本，導致交易利潤為負；zkSync 雖然有盈利，但也受限於固定成本，利潤低於OP Rollups。EIP4844 升級並沒有直接提升利潤率，主要受益者還是用戶，成本支出將大幅減少。