翻译：白话区块链
以太坊Rollup层2生态系统蓬勃发展，总每日锁仓量（TVL）超过370亿美元。然而，Rollup的短期价格表现未达预期。就全面稀释估值（FDV）而言，主流Rollup如Arbitrum的FDV达到80亿美元，Optimism为74亿美元，Starknet为71亿美元，zkSync的FDV为37亿美元，而Solana的FDV为770亿美元。
从收入角度看，以太坊在2023年的收入达到20亿美元，而Arbitrum和Optimism主网分别产生了6300万美元和3700万美元的年收入。今年表现强劲的新秀如Base和zkSync，2024年上半年分别赚取了5000万美元和2300万美元，而以太坊同期收入为13.9亿美元，表明差距尚未缩小。Rollup尚未实现与以太坊相当的收入规模。
一个因素是Rollup上的应用程序对用户的吸引力不足，这是大多数链条的共同问题。我们的问题是：Rollup作为大规模采用的基础设施，其作用发挥得有多有效？它们的价值是否因当前活动水平较低而被低估？
一切仍然回到最初的命题：Rollup的出现是由于以太坊日益严重的拥堵和用户无法接受的高成本。Rollup本质上是为了降低成本而设计的。除了安全目的，Rollup还拥有一种颠覆性的成本结构，随着交易量的增加变得更加经济。如果这一原则能够有效实现，Rollup可能具有不可替代的价值。
本文简要分析了Rollup的当前经济结构，并展望了未来的可能性。
1、Rollup商业模式
概述 Rollup通过Sequencer作为现金流的入口，对Rollup交易收取费用，以覆盖L1和L2产生的成本，并生成额外利润。
在收入方面，费用包括：
基础费用（包括拥堵费用）
优先费用
覆盖L1成本的费用
此外，协议还可以通过以下策略捕获潜在收入：
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，如：
数据可用性（DA）成本
验证成本
执行成本
Rollup与其他L2解决方案的区别在于其成本结构。最大比例的DA成本被视为随提交到L1的数据量波动的可变成本，而验证和执行成本则更多地被视为维持Rollup运营所必需的固定成本。
我们旨在阐明Rollup的边际成本，即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”这一说法至关重要。
其背后的原因是Rollup以批量处理数据、压缩数据和聚合验证，从而理论上导致比其他L1更低的边际成本。Rollup的固定成本应在每笔交易中得到良好摊销，当交易量高时，这些固定成本变得微不足道，但这也需要我们的验证。
2、Rollups收入
1）交易费用收入
Rollups的主要收入来源于L2交易费用。这些费用旨在覆盖Rollups的运营成本，并产生一定的利润，以对冲L1 gas成本的长期波动。某些Rollups还收取交易优先费用，允许用户加快紧急交易的处理。
Arbitrum和zkSync采用先到先得的机制，按照交易接收的顺序进行处理。OP堆栈在这个问题上采用了更灵活的方法，允许通过支付优先费用“插队”处理交易。
对用户来说，L2基础费用在低活动期间由最低费用决定。在繁忙时段，拥堵费用则根据每个Rollup对拥堵程度的评估来收取，通常呈指数级增长。
由于Rollup L2的成本极低（仅包括链下工程和运营成本），且收费非常灵活，几乎所有用于支付L2费用的收入都成为协议的利润。由于当前排序者的集中化，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。
2）MEV收入
MEV交易分为恶意和非恶意两类。恶意MEV包括像三明治攻击这样的抢先交易。非恶意MEV则涉及套利和清算等跟随交易。
与L1不同，Rollups没有提供公共内存池；只有排序者在交易最终确定前可以看到交易，因此只有排序者有能力在L2上发起MEV。由于大多数L2目前运行自己集中的排序者，恶意MEV的发生暂时不太可能。
根据Christof Ferreira Torres等人的研究，通过重放Rollup上的交易，得出结论：Arbitrum、Optimism和zkSync确实参与了链上的非恶意MEV活动。这三条链共产生了2200万美元的MEV价值，使其成为值得关注的重要收入来源。
3）覆盖L1成本的费用
这部分费用是由Rollups收取以覆盖L1成本。除了预测L1 gas费用以覆盖L1数据成本外，Rollups还会产生额外的费用作为储备，以对冲未来gas价格波动，这实际上代表了Rollups的一种收入。例如，Arbitrum增加了“动态”费用，而OP Stack则通过“动态开销”系数来乘以费用。在EIP4844升级之前，这些费用约占DA成本的十分之一。
4）收入分享
Base由于使用了OP Stack，与OP Superchain有一个特殊的收入分享模式。Base承诺将其总收入的2.5%或L2交易利润（扣除提交数据到L1的成本后）的15%，两者取其高，给予OP Stack。作为回报，Base将参与OP Stack和Superchain的链上治理，并将获得最多2.75%的OP代币供应。最新数据显示，Base每天为Superchain的收入贡献约5 ETH。
显然，Base为Optimism提供了重要的收入来源。除了现金流之外，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。尽管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（P/S比率）中可以看出——考虑到Base的收入，$OP的P/S比率比$ARB高出16%，反映了生态系统为$OP增加的附加值。（P/S比率是用于衡量公司市值与销售收入之间关系的金融指标，可用于评估公司的估值水平和市场对其未来销售增长的预期。）
3、Rollups成本
以太坊L1数据成本 每条链都有特定的成本结构，但一般可以分为执行成本、数据可用性（DA）成本和验证成本（ZK Rollups）。
1）执行成本
这些成本主要包括L1和L2之间的状态更新以及跨链交互。
2）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，特别是对于像Arbitrum和Base这样的协议（超过95%），以及对于Zksync（超过75%）和Starknet（超过80%），来自于DA成本。EIP4844升级后，DA成本显著降低，降低幅度根据Rollup机制的不同，范围从50%到99%不等。
3）验证成本
主要与ZK Rollups相关，这些成本用于通过ZK方法验证Rollup交易的可靠性。
4）其他成本
这些主要包括链下工程和运营成本。鉴于当前Rollup的运行，节点操作成本接近于云服务器成本，相对较低（类似于企业使用的AWS服务器成本）。
4、L2利润与其他L1数据的比较
到目前为止，我们对Rollup的整体收入和支出结构有了大致的了解。我们可以将其与其他L1进行比较。我们选择了包括Arbitrum、Base、zkSync和Starknet在内的Rollup的平均每周数据作为Rollup的平均表现。
Rollup的整体利润率与Solana相似，并且明显优于BSC，反映出Rollup商业模式在盈利能力和成本管理方面的卓越表现。
5、Rollup之间的比较
1）概述
Rollup在不同阶段的基本表现显示出显著差异。例如，在预期空投时，Rollup的交易量显著增加。这种增加伴随着收入和成本的显著上升。
大多数Rollup目前仍处于早期阶段，短期盈利并不像确保财务可持续性和支持长期竞争那样关键。这与Starknet当前不向用户收取额外利润费用的态度是一致的。
然而，自2024年3月中旬以来，Starknet一直处于持续亏损状态。造成这些亏损的潜在原因是什么？这种情况是否会长期持续？
让我们深入探讨这个问题。Rollup的边际成本结构因每个链所使用的具体Rollup机制而异，数据压缩技术的差异和其他计算机制也导致成本差异。
我们的目标是比较Rollups内部的成本，以帮助我们横向评估不同Rollups所具备的特点。
2）不同Rollup类型的成本结构
A、ZK Rollups
ZK Rollups在验证成本方面存在主要差异，这通常可以视为它们的固定成本。这些成本很难通过费用分配来抵消，也是Rollups陷入财务赤字的根本原因。
我们将以Starknet和zkSync作为例子。
Starknet
Starknet使用其专有的验证服务SHARP来处理交易排序、确认和区块生成。在这些步骤之后，交易会被分批处理，并通过SHARP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，证明将被转发到核心合约。在Starknet中，验证和数据可用性的固定成本分别来自区块和批处理过程。
在Starknet中，变动成本随着交易数量的增加而增加，主要是由于数据可用性（DA）成本。理论上，DA成本不应该给用户带来额外的支出。然而，在实际情况中，Starknet会按照每次写操作收取交易费用，但其DA成本仅由更新的内存单元数量确定，而不是由每个单元的更新频率确定。因此，Starknet之前对DA成本进行了过高收费。
交易费用的收取和运营成本的支付发生在不同的时间，这可能导致潜在的损失或利润。
因此，只要交易继续发生，Starknet需要持续产生区块并支付与区块和批处理相关的固定成本。此外，交易数量越多，需要支付的变动成本就越高。固定成本对边际成本的增加影响不大。
由于每个区块（Cairo Steps）的计算资源限制，Starknet的gas费计算方法基于使用的资源和数据量，涵盖了固定成本和变动成本。然而，很难将每个区块或批次的成本分配给每个交易，但由于一旦达到一定的计算资源水平（触发固定成本），一个区块就会完成，因此可以根据使用的计算资源量计算和收取部分固定成本。
然而，由于区块时间的限制，如果交易量不足（单个区块的计算负载较低），计算资源不能有效地反映需要分配的成本，因此无法完全覆盖固定成本。此外，“计算资源限制”可能会随着Starknet网络参数的升级而发生变化。EIP4844之后的短期重大损失就是一个例子，只有在调整了收费中包含的计算资源参数之后，损失才得以缓解。
Starknet的收费模型在每个交易中无法有效覆盖固定成本。因此，在Starknet的主网更新和交易量极低的情况下，它会遭受损失。
zkSync（zkSync Era）
在Boojum升级之后，zkSync Era从区块验证转向批次验证，并只存储状态差异，有效降低了验证和DA成本。该过程基本类似于Starknet，Sequencer将批次提交给Executor合约（状态差异和DA承诺），Prover节点提交验证（ZK证明和DA承诺）。在通过验证后执行批次（每45个批次执行一次）；不同之处在于，Starknet对区块和批次都会产生验证成本，而zkSync仅对批次产生验证成本。
zkSync和Starknet之间的成本比较
与zkSync Era相比，Starknet的批次大小要大得多，zkSync Era将每个批次限制为750或1000个交易，而Starknet的每个批次没有交易限制。
从表格中可以明显看出，Starknet拥有更强大的扩展能力。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，提高了在高频交易和涉及大量简单操作的场景中的性能。然而，在交易量低的时期，Starknet会遇到高固定成本的问题。相反，zkSync通过其高压缩效率和灵活的区块资源，能够适应L1 gas价格的波动和低活动期间，具有优势。然而，zkSync在区块生成速度方面存在限制。
对于用户来说，Starknet的收费模型往往更友好，与L1的相关性较低，并具有更强的规模经济效益。zkSync的费用更具成本效益，但会受到与L1的更大波动。对于Rollups来说，在低活动期间，Starknet高固定成本可能导致亏损，而zkSync则更适合这种情况。Starknet更适合处理大量高频交易并同时控制成本，而zkSync的当前机制在高交易量的情况下可能稍显滞后。
B、Optimistic Rollup
Optimistic Rollup的成本结构相对简单。在没有验证成本的情况下，用户只需要支付L2上的计算成本和将数据发布到L1的DA成本。每个区块，或者一些区块，定期向L1上传一个状态根，这往往是一个固定成本。而压缩交易的上传则代表了可预测的变动成本，均匀分摊到每个交易中。
与Zk Rollup相比，Optimistic Rollup具有较低的固定成本，更适用于中等交易量的场景。然而，由于每个交易都需要一个签名，这导致了更高的DA或变动成本。在高活动期间，乐观 Rollup 在边际成本上的优势变得较小。
根据当前的采用规模，ZK Rollup的固定成本可能会导致比Optimistic Rollup更高的成本，从而增加用户的成本。然而，ZK Rollup的可扩展性优势是显著的：随着交易量的增加，验证成本逐渐减少，节省下来的边际成本最终将超过Optimistic Rollup的成本。此外，运行Validiums/Volitions并且只需要状态差异进行DA，以及更快的提款速度，对于可扩展性和RaaS生态系统来说更好。
C、数据比较
从表格中可以看出，每个交易的收入中，Base的收入较高，Starknet的收入较低。值得注意的是，在EIP4844升级之前，Arbitrum每个交易的收入较高，而升级后，Base的每个交易收入增加了。
D、成本
根据每个交易的成本，在EIP4844之前，由于较高的DA成本，Base的交易成本过高，实际上导致了更高的边际成本。预期的规模经济效益并未明显体现出成本优势。在EIP4844升级之后，由于DA成本的大幅降低，Base的每个交易成本显著降低，成为所有Rollups中最低的。比较OP和ZK，可以明显看出OP Rollups在升级中受益更多。
StarkNet的DA成本降低了大约4到10倍，略低于OP Rollups。这与我们的理论一致：ZK Rollups在EIP4844升级中没有像OP Rollups那样受益。EIP4844之后ZK Rollup成本的表现也反映了固定成本的影响。
E、利润
根据数据，由于规模经济效益，Base具有最高的利润率，明显超过Arbitrum。在ZK Rollups中，由于交易量较低，Starknet目前无法覆盖其固定成本，导致交易利润为负，而zkSync虽然有盈利，但也受到固定成本的限制，利润较OP Rollups低。EIP4844升级并没有直接提高利润率，主要受益者将是用户，他们将看到大幅减少的成本支出。
6、未来展望
1）成本方面
目前，大多数Rollups仍处于利润曲线的早期阶段，随着交易量的增加，边际成本和平均固定成本都会降低。然而，在未来，随着L2生态系统中的交易量增加，由于网络容量的增加，平均交易成本的上升将导致边际成本逐渐上升（从Base在3月至5月的表现可以看出）。这是一个关键问题，对于Rollups的长期发展来说是不可忽视的。
在短期内，对于Rollups来说，更有效地降低边际成本是在竞争中取胜的最佳方式。在策略中，根据市场情况调整收入和成本模型是一个不错的解决方案。
2）收入方面
为了保持长期竞争力，理想情况下，协议应避免向用户额外收费，甚至可能对用户进行补贴，以使用户的费用低廉且稳定。尽管优先费用可以增加收入，但足够的链活动是必需品。
在EIP4844之后，一些Rollups（如Arbitrum）由于几乎消除了DA数据费用的隐藏利润，导致收入大幅下降。Rollups的收入模型变得更简单，主要关注从L2费用中提取收入。
总体而言，Rollups的商业模式确实会受益于规模经济，特别是对于ZK Rollups。只是当前的市场条件对于Rollups发挥其优势并不有利。
