被高估還低估？以太坊 Rollup 值得投資嗎？收支結構分析一次看

金融 2024.07.16

以太坊 Rollup 生態系蓬勃發展，鎖倉量超過 370 億美元，但短期價格表現未達預期，需通過有效成本結構和增長策略提升競爭力。

以太坊 Rollup Layer2 生態系蓬勃發展，總每日鎖倉量（TVL）超過 370 億美元。然而，Rollup 的短期價格表現未達預期。就全面稀釋估值（FDV）而言，主流 Rollup 如 Arbitrum 的 FDV 達到 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 年的收入達到 20 億美元，而 Arbitrum 和 Optimism 主網分別產生了 6,300 萬美元和 3,700 萬美元的年收入。今年表現強勁的新秀如 Base 和 ZKsync，2024 年上半年分別賺取了 5,000 萬美元和 2,300 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 尚未實現與以太坊相當的收入規模。

一個因素是 Rollup 上的應用程式對使用者的吸引力不足，這是大多數鏈條的共同問題。我們的問題是：Rollup 作為大規模採用的基礎設施，其作用發揮得有多有效？它們的價值是否因目前活動水準較低而被低估？

一切仍然回到最初的命題：Rollup 的出現是由於以太坊日益嚴重的擁堵和使用者無法接受的高成本。Rollup 本質上是為了降低成本而設計的。除了安全目的，Rollup 還擁有一種顛覆性的成本結構，隨著交易量的增加變得更加經濟。如果這一原則能夠有效實現，Rollup 可能具有不可替代的價值。

本文簡要分析了 Rollup 的目前經濟結構，並展望了未來的可能性。

一、Rollup 商業模式

概述 Rollup 通過排序器（Sequencer）作為現金流的入口，對 Rollup 交易收取費用，以覆蓋 Layer1 和 Layer2 產生的成本，並生成額外利潤。在收入方面，費用包括：

基礎費用（包括擁堵費用）
優先費用
覆蓋 Layer1 成本的費用

此外，協議還可以通過以下策略捕獲潛在收入：

MEV 費用

在成本方面，費用包括相對較小的 Layer2 成本和較大的 Layer1 成本，如：

數據可用性（DA）成本
驗證成本
執行成本

Rollup 與其它 Layer2 解決方案的區別在於其成本結構。最大比例的 DA 成本被視為隨提交到 Layer1 的數據量波動的可變成本，而驗證和執行成本則更多地被視為維持 Rollup 營運所必需的固定成本。

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於每筆交易的平均成本。這一分析對於驗證「使用者越多，Rollup 越便宜」這一說法至關重要。

其背後的原因是 Rollup 以批量處理數據、壓縮數據和聚合驗證，從而理論上導致比其它 Layer1 更低的邊際成本。Rollup 的固定成本應在每筆交易中得到良好攤銷，當交易量高時，這些固定成本變得微不足道，但這也需要我們的驗證。

被高估還低估？以太坊 Rollup 值得投資嗎？收支結構分析一次看 — 圖源：Danny

二、Rollup 收入

1. 交易費用收入

Rollup 的主要收入來源於 Layer2 交易費用。這些費用旨在覆蓋 Rollup 的營運成本，並產生一定的利潤，以對衝 Layer1 Gas 成本的長期波動。某些 Rollup 還收取交易優先費用，允許使用者加快緊急交易的處理。

Arbitrum 和 ZKsync 採用先到先得的機制，按照交易接收的順序進行處理。OP 堆棧在這個問題上採用了更靈活的方法，允許通過支付優先費用「插隊」處理交易。

對使用者來說，Layer2 基礎費用在低活動期間由最低費用決定。在繁忙時段，擁堵費用則根據每個 Rollup 對擁堵程度的評估來收取，通常呈指數級成長。

由於 Rollup Layer2 的成本極低（僅包括鏈下工程和營運成本），且收費非常靈活，幾乎所有用於支付 Layer2 費用的收入都成為協議的利潤。由於目前排序者的集中化，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。

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 Layer1 不同，Rollup 沒有提供公共內存池；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 Layer2 上發起 MEV。由於大多數 Layer2 目前運行自己集中的排序者，惡意 MEV 的發生暫時不太可能。

根據 Christof Ferreira Torres 等人的研究，通過重放 Rollup 上的交易，得出結論：Arbitrum、Optimism 和 ZKsync 確實參與了鏈上的非惡意 MEV 活動。這三條鏈共產生了 2,200 萬美元的 MEV 價值，使其成為值得關注的重要收入來源。

3. 覆蓋 Layer1 成本的費用

這部分費用是由 Rollup 收取以覆蓋 Layer1 成本。除了預測 Layer1 Gas 費用以覆蓋 Layer1 數據成本外，Rollup 還會產生額外的費用作為儲備，以對衝未來 Gas 價格波動，這實際上代表了 Rollup 的一種收入。例如，Arbitrum 增加了「動態」費用，而 OP Stack 則通過「動態開銷」系數來乘以費用。在 EIP-4844 升級之前，這些費用約佔 DA 成本的十分之一。

4. 收入分享

Base 由於使用了 OP Stack，與 OP Superchain 有一個特殊的收入分享模式。Base 承諾將其總收入的 2.5% 或 Layer2 交易利潤（扣除提交數據到 Layer1 的成本後）的 15%，兩者取其高，給予 OP Stack。作為報酬率，Base 將參與 OP Stack 和 Superchain 的鏈上治理，並將獲得最多 2.75% 的 OPToken 供應。最新數據顯示，Base 每天為 Superchain 的收入貢獻約 5 枚以太幣。

顯然，Base 為 Optimism 提供了重要的收入來源。除了現金流之外，健康的網路效應也使 OP Stack 生態系對使用者和市場更具吸引力。儘管 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（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%，反映了生態系為 $OP 增加的附加值。（P/S 比率是用於評估公司市值與銷售收入之間關係的金融指標，可用於評估公司的估值水準和市場對其未來銷售成長的預期。）

三、Rollup 成本

以太坊 Layer1 數據成本每條鏈都有特定的成本結構，但一般可以分為執行成本、數據可用性（DA）成本和驗證成本（ZK Rollup）。

1. 執行成本

這些成本主要包括 Layer1 和 Layer2 之間的狀態更新以及跨鏈互動。

2. DA 成本

這涉及將壓縮的交易數據、狀態根和 ZK 證明發佈到 DA 層。在 EIP-4844 升級之前，Layer1 的主要成本，特別是對於像 Arbitrum 和 Base 這樣的協議（超過 95％），以及對於 ZKsync（超過 75％）和 Starknet（超過 80％），來自於 DA 成本。EIP 4844 升級後，DA 成本顯著降低，降低幅度根據 Rollup 機制的不同，範圍從 50％到 99％不等。

3. 驗證成本

主要與 ZK Rollup 相關，這些成本用於通過 ZK 方法驗證 Rollup 交易的可靠性。

4. 其它成本

這些主要包括鏈下工程和營運成本。鑒於目前 Rollup 的運行，節點操作成本接近於雲端伺服器成本，相對較低（類似於企業使用的 AWS 伺服器成本）。

四、Layer2 利潤與其它 Layer1 數據的比較

到目前為止，我們對 Rollup 的整體收入和支出結構有了大致的瞭解。我們可以將其與其它 Layer1 進行比較。我們選擇了包括 Arbitrum、Base、ZKsync 和 Starknet 在內的 Rollup 的平均每週數據作為 Rollup 的平均表現。

Rollup 的整體利潤率與 Solana 相似，並且明顯優於 BSC，反映出 Rollup 商業模式在獲利能力和成本管理方面的卓越表現。

五、Rollup 之間的比較

1. 概述

Rollup 在不同階段的基本表現顯示出顯著差異。例如，在預期空投時，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 Rollup 目前仍處於早期階段，短期獲利並不像確保財務可持續性和支持長期競爭那樣關鍵。這與 Starknet 目前不向使用者收取額外利潤費用的態度是一致的。

然而，自 2024 年 3 月中旬以來，Starknet 一直處於持續虧損狀態。造成這些虧損的潛在原因是什麼？這種情況是否會長期持續？

讓我們深入探討這個問題。Rollup 的邊際成本結構因每個鏈所使用的具體 Rollup 機制而異，數據壓縮技術的差異和其它計算機制也導致成本差異。

我們的目標是比較 Rollup 內部的成本，以幫助我們橫向評估不同 Rollup 所具備的特點。

2. 不同 Rollup 類型的成本結構

A、ZK Rollup

在驗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用分配來抵消，也是 Rollup 陷入財務赤字的根本原因。

我們將以 Starknet 和 ZKsync 作為例子。

Starknet

Starknet 使用其專有的驗證服務 SHARP 來處理交易排序、確認和區塊生成。在這些步驟之後，交易會被分批處理，並通過 SHARP 構建交易證明，然後將其發送到 Layer1 合約進行驗證。一旦獲得批准，證明將被轉發到核心合約。在 Starknet 中，驗證和數據可用性的固定成本分別來自區塊和批處理過程。

在 Starknet 中，變動成本隨著交易數量的增加而增加，主要是由於數據可用性（DA）成本。理論上，DA 成本不應該給使用者帶來額外的支出。然而，在實際情況中，Starknet 會按照每次寫操作收取交易費用，但其 DA 成本僅由更新的內存單元數量確定，而不是由每個單元的更新頻率確定。因此，Starknet 之前對 DA 成本進行了過高收費。

交易費用的收取和營運成本的支付發生在不同的時間，這可能導致潛在的損失或利潤。

因此，只要交易繼續發生，Starknet 需要持續產生區塊並支付與區塊和批處理相關的固定成本。此外，交易數量越多，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。

由於每個區塊（Cairo Steps）的計算資源限制，Starknet 的 gas 費計算方法基於使用的資源和數據量，涵蓋了固定成本和變動成本。然而，很難將每個區塊或批次的成本分配給每個交易，但由於一旦達到一定的計算資源水準（觸發固定成本），一個區塊就會完成，因此可以根據使用的計算資源量計算和收取部分固定成本。

然而，由於區塊時間的限制，如果交易量不足（單個區塊的計算負載較低），計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，「計算資源限制」可能會隨著 Starknet 網路參數的升級而發生變化。EIP 4844 之後的短期重大損失就是一個例子，只有在調整了收費中包含的計算資源參數之後，損失才得以緩解。

Starknet 的收費模型在每個交易中無法有效覆蓋固定成本。因此，在 Starknet 的主網更新和交易量極低的情況下，它會遭受損失。

ZKsync（ZKsync Era）

在 Boojum 升級之後，ZKsync Era 從區塊驗證轉向批次驗證，並只儲存狀態差異，有效降低了驗證和 DA 成本。該過程基本類似於 Starknet，Sequencer 將批次提交給 Executor 合約（狀態差異和 DA 承諾），Prover 節點提交驗證（ZK 證明和 DA 承諾）。在通過驗證後執行批次（每 45 個批次執行一次）；不同之處在於，Starknet 對區塊和批次都會產生驗證成本，而 ZKsync 僅對批次產生驗證成本。

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 將每個批次限制為 750 或 1,000 個交易，而 Starknet 的每個批次沒有交易限制。

從表格中可以明顯看出，Starknet 擁有更強大的擴充功能能力。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塊資源，能夠適應 Layer1 Gas 價格的波動和低活動期間，具有優勢。然而，ZKsync 在區塊生成速度方面存在限制。

對於使用者來說，Starknet 的收費模型往往更友善，與 Layer1 的相關性較低，並具有更強的規模經濟效益。ZKsync 的費用更具成本效益，但會受到與 Layer1 的更大波動。對於 Rollup 來說，在低活動期間，Starknet 高固定成本可能導致虧損，而 ZKsync 則更適合這種情況。Starknet 更適合處理大量高頻交易並同時控製成本，而 ZKsync 的目前機制在高交易量的情況下可能稍顯滯後。 B、Optimistic Rollup Optimistic Rollup 的成本結構相對簡單。在沒有驗證成本的情況下

B、Optimistic Rollup

Optimistic Rollup 的成本結構相對簡單。在沒有驗證成本的情況下，使用者只需要支付 Layer2 上的計算成本和將數據發佈到 Layer1 的 DA 成本。每個區塊，或者一些區塊，定期向 Layer1 上傳一個狀態根，這往往是一個固定成本。而壓縮交易的上傳則代表了可預測的變動成本，均勻分攤到每個交易中。

與 ZK Rollup 相比，Optimistic Rollup 具有較低的固定成本，更適用於中等交易量的場景。然而，由於每個交易都需要一個簽名，這導致了更高的 DA 或變動成本。在高活動期間，Optimistic Rollup 在邊際成本上的優勢變得較小。

根據目前的採用規模，ZK Rollup 的固定成本可能會導致比 Optimistic Rollup 更高的成本，從而增加使用者的成本。然而，ZK Rollup 的可擴充功能性優勢是顯著的：隨著交易量的增加，驗證成本逐漸減少，節省下來的邊際成本最終將超過 Optimistic Rollup 的成本。此外，運行 Validiums/Volitions 並且只需要狀態差異進行 DA，以及更快的提款速度，對於可擴充功能性和 RaaS 生態系來說更好。

C、數據比較

從表格中可以看出，每個交易的收入中，Base 的收入較高，Starknet 的收入較低。值得注意的是，在 EIP-4844 升級之前，Arbitrum 每個交易的收入較高，而升級後，Base 的每個交易收入增加了。

D、成本

根據每個交易的成本，在 EIP-4844 之前，由於較高的 DA 成本，Base 的交易成本過高，實際上導致了更高的邊際成本。預期的規模經濟效益並未明顯體現出成本優勢。在 EIP-4844 升級之後，由於 DA 成本的大幅降低，Base 的每個交易成本顯著降低，成為所有 Rollup 中最低的。比較 OP 和 ZK，可以明顯看出 OP Rollup 在升級中受益更多。

StarkNet 的 DA 成本降低了大約 4 到 10 倍，略低於 OP Rollup。這與我們的理論一致：ZK Rollup 在 EIP-4844 升級中沒有像 OP Rollup 那樣受益。EIP-4844 之後 ZK Rollup 成本的表現也反映了固定成本的影響。

E、利潤

根據數據，由於規模經濟效益，Base 具有最高的利潤率，明顯超過 Arbitrum。在 ZK Rollup 中，由於交易量較低，Starknet 目前無法覆蓋其固定成本，導致交易利潤為負，而 ZKsync 雖然有獲利，但也受到固定成本的限制，利潤較 OP Rollup 低。EIP-4844 升級並沒有直接提高利潤率，主要受益者將是使用者，他們將看到大幅減少的成本支出。

六、未來展望

1. 成本方面

目前，大多數 Rollup 仍處於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 Layer2 生態系中的交易量增加，由於網路容量的增加，平均交易成本的上升將導致邊際成本逐漸上升（從 Base 在 3 月至 5 月的表現可以看出）。這是一個關鍵問題，對於 Rollup 的長期發展來說是不可忽視的。