Rollup 被高估还是低估？Rollup 收入和成本结构分析

撰文：Danny

编译：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 OPToken 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。