从基本原理理解汇总经济学

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Rollups是一种令人着迷的原始结构。它们将在未来成为以太坊的首选扩展方式，并为其操作提供了广泛的设计空间。就各个方面而言，rollups 扩展了它们所构建的协议，保留了大部分属性。最重要的是要保证离线执行的_正确性_以及执行背后的数据的可用性。如何实现这两者取决于设计者。

最近，我对从经济的角度理解rollups产生了兴趣。这不仅仅是一个理论问题。基础层（L1）的费用很高，我们应该积极努力提供用户可以以可承受的费用进行交易的空间。更好的经济学意味着更好的定价，意味着更开心的用户。

那么，我们应该如何具体考虑_rollup_经济学呢？我们首先确定在rollup系统中交互的各方，他们的角色和责任。完成后，我们提取出各种成本、收入和费用，灌溉rollup系统，这为我们如何在这个广泛的设计空间中导航提供了线索。

自从写这篇文章后，我在2022年的EthCC上更多地展示了Rollup经济学的内容。可以在这里找到视频！

Barnabé Monnot - 理解Rollup经济学

[EthCC] 直播 5

现在，我们回到文章…

Rollup游戏中的参与者

为了简单起见，我们将理想化为三个不同的角色：

• 用户： 用户在L2网络上发送他们的交易，就像在L1上一样。他们在L2上拥有资产，并与部署在rollup上的合约进行交互。

• rollup操作员： 这一角色包括许多其他角色。rollup操作员代表了处理在L2网络上接收到的交易所必需的所有基础设施。实际上，我们有排序器发布交易批次、执行者发布断言、挑战者报告欺诈证明、证明者计算有效性证明（更多细节请见这里）……

• 基础层： 一种保护由rollups发布的数据的协议。只需考虑保证数据可用性的协议，功能简化以进行结算（例如，“模板”桥接合约部署在其执行层上），但你也可以考虑通用的结算引擎，如以太坊的。

故事中的三个角色：用户在L2上进行交易，操作员在用户与最终发布数据的基础层之间进行接口

Rollup成本

在这篇文章中，我们采用“系统”视角分析rollups，重点关注_成本、收入_和费用。运行一个系统会产生成本，这些是“能源下沉”，价值从系统内部流向外部。系统也可能接收收入，这是相反的，“能源来源”，价值从外部流向内部。_费用_则是连接源头和下沉之间的桥梁，在系统组件之间转移价值，以便每个组件能够恰当地履行其功能。

例如，在之前关于EIP-1559的文章中，我解释了如何分解用户支付的交易费用：

• 部分费用支付给包括交易的操作员：在工作量证明基础层的情况下，矿工费用补偿矿工们增加的叔块风险。这笔费用使操作员能够归还发布区块的费用。这就是今天你发送交易时默认的1或2 Gwei费用。

• 其余的费用支出用于优先权益，定价拥堵。这笔费用补偿网络和因你额外的拥堵而受到影响的用户。在正常条件下，这就是L1基础费要达到的目的。

好消息是，我们将使用一些相同的思维来理解rollups上的成本。EIP-1559的成本仅涉及两个参与方：_用户_和基础层。由于架构不同，操作员处于用户和基础层之间，我们必须将特定于操作员的成本与基础层的特定成本分开，接下来我们将做到这一点。

L2操作员成本

Rollups必须找到愿意花费计算资源来处理rollup数据的操作员，即维护交易池、对批次进行排序、计算状态根/状态差异/有效性证明等。这是一种具体成本，量化了运行之后端操作所需的美元和美分。

L1数据发布成本

值得花时间探讨数据发布成本，因为这是rollup经济中的新成本。一旦操作员组装了足够大的交易集，他们就会被期望将该集合的压缩摘要发布到基础层。今天，这并不是以特别优雅的方式完成的：数据只是以“CALLDATA”的形式发布，这是一种允许发送方添加任意字节序列的交易属性。

通常CALLDATA持有引用被交易调用的智能合约方法及其输入。可以将rollup操作员视为调用L1“rollup链”智能合约的某个“registerCompressedData”方法，其参数是表示压缩交易的字节块。这里是来自Optimism的“Canonical Transaction Chain”合约的一个示例。

用户发送常规交易，操作员对其进行压缩并发布到基础层的rollup链智能合约

发布数据的费用由基础层承担。在以太坊上发布数据，当前市场价格由EIP-1559管理，其中每个非零字节的CALLDATA消耗16个gas，而每个零字节消耗4个gas。使用多维EIP-1559，例如在Vitalik的简单分片格式携带blob交易中，CALLDATA的价格可以在其自己的EIP-1559市场上找到，从而与传统执行市场单独定价。

在这个Dune分析仪表板中，我试图汇总一些主要rollup发布的数据。我不确定自己是否捕获了所有数据，特别是对于zk-rollups。如果你发现不一致，请告诉我！:)

还请参见Aditi最近的帖子以太坊Rollup调用数据定价分析和L2fees.info

L2拥堵成本

还有一种第三种更无形的成本。每当rollup块空间的供应无法满足现有需求时，稀缺资源必须被分配。已包含的用户的利益会以不利于未包含的用户为代价。在一个对于时间不敏感用户的理想世界中，用户只需排队等候。然而，当用户需为等待付出代价时，他们会尽力将延误降到最低。对排在队伍末尾的用户而言，他们的福利降低是整个rollup系统的成本。

在以太坊的世界中，通常使用费用市场进行这种分配，使得此成本变得明确。没有费用市场或某种形式的拥堵定价下，用户要么“浪费时间”（被延后包含），要么在链下贿赂区块提议者以获得包含，或者反复重新发送他们的交易以确保其中一个能从内存池获得处理。在所有这些情况下，用户通过使用资源来抵消拥堵造成的效用损失。

Rollup收入

现在我们对rollup的成本有了清晰的认识，我们尝试推断系统的收入。在这里，我们区分两个主要来源：_交易价值_和发行。

交易价值

用户通过在rollup上而不是其他地方进行交易获得一些价值，因此他们愿意为所获得的服务支付费用。这里的价值指的是用户从其交易被包含在rollup中所获得的效用。如果我为包含支付50美元的费用，我愿意支付最多该费用，使我的交易被包含。如果我最终支付2美元，我的剩余价值为48美元。获得这笔费用的人的收入为2美元，但从rollup_系统_的角度来看，初始流入价值为50美元。

其次，每当交易包含正的MEV，例如，交易是某个DEX上的夹击交易时，这一数量将被纳入我们对交易价值的概念。一旦交易产生的价值大于原用户能够获得的价值，这一点便显得至关重要。从而我们得到：

交易价值 = 用户价值 + MEV

发行

第二个收入来源是发行。在基础层，区块生产者以新铸币的形式获得收入，这是他们为维护的网络的本地加密资产的发行。这部分收入补偿了他们的基础设施成本，在利润可观的情况下，会有更多区块生产者参与。

假设一个rollup能够铸造自己的代币，而这种代币具有非零价值。rollup可以通过发行新代币来支付其某些运营成本。在这里，模型模糊不清，有多种方式在rollup成本上使用这一收入来源。现在，我们仅考虑发行有价值的代币是可能的，并通过这一行为将更多价值带入系统。

向前迈步：rollup版

总而言之，rollup系统包含三方：用户、rollup操作员和基础层。运行系统会产生三种类型的成本：运营成本、基础层的数据发布成本和拥堵成本。系统以两种形式获得收入：交易价值和发行。

现在，这完全是一场匹配谁为什么、何时付费的游戏。有些对是易于处理的。操作员_必须向基础层支付L1数据发布费用。他们必须在发布数据时准确支付这笔费用，并按照基础层报价2进行。

当费用是动态的，在费用市场中定价时，L2拥堵成本也是立即显现的。用户观察rollup块空间当前的需求并根据可用供应调整他们的费用。例如，rollups可能希望在其网络之上部署一种类似于EIP-1559的市场机制，以管理L2交易的包含。这时，L2基础费用可以帮助用户轻松估算当前的L2拥堵成本。

系统的全貌，流入代表收入（交易价值 + 发行），流出代表成本（L2操作员成本，L1数据发布成本，拥堵成本）。费用在各方之间转移价值。

预算平衡：传递责任的限制

让我们给我们的系统添加一个新限制，_操作员预算平衡。我们假设rollup操作员不能亏损运营，即他们至少必须获得与其成本相等或更高的收入。尽管这个假设并不总是成立，但如果我们关心将来操作员足够去中心化与开放，这个假设显得十分重要。以亏损运营的操作员可能会将资本实力不足的角色排除在外，限制操作员的集体数量_3。操作员数量的减少降低了审查抗性保证，最坏的情况下，用户必须通过基础层强行包含他们的交易，从而承担高费用。

发行非常有用，可以作为一个松弛变量来确保预算平衡。每当操作员过于“无利可图”，他们就会退出系统，增加剩余操作员获得的发行份额，直到重新实现平衡。同样，当操作员过于“有利可图”时，新参与者会竞争夺取利润的份额，直到操作员再次实现预算平衡。

在延迟付款下维持操作员预算平衡

在预算平衡规则下，我们必须考虑操作员如何维持非负平衡。他们的主要支出，L1数据发布费用，是可变的，并与他们的主要收入——交易费用分开开支。我们假设操作员可以对其L2操作员成本有完美的了解，在交易时向用户精确报价（类似于他们对叔块比例和对应补偿矿工费用的知识）。但他们应该如何为最终在稍后时间实现的L1数据发布成本向用户报价呢？

今天，rollups应用启发式方法来对抗L1数据发布费用的波动性。在一种情况下，rollup观察当前的L1基础费用（多亏了EIP-3198！），并用额外的缓冲区来填补这一费用，以在操作员需要在后期为发布数据支付更多的费用时提前向用户收取超过这一价格的费用。在另一种情况下，用户根据L1基础费用的运行平均值支付一定费用，以均衡长时间内的波动。

在我看来，自然的解决方案是引入衍生品，例如简单的L1基础费用期货合约。在交易时，用户支付一笔费用以抵消锁定未来价格来发布数据的成本。通过减少悲观的超额支付，节省将转回给用户。对这种衍生品的最佳设计仍然是一个开放性问题。

用户在进行交易时支付给操作员，但操作员必须按照基础层的报价支付数据发布费用，这是可变的

如何处理拥堵费用？

假设rollup在用户交易时完美定价了拥堵成本，现在便出现了以拥堵费用形式的收入。如今，在以太坊基础层，这些费用被焚烧。这样做的第一个原因是激励兼容性：如果拥堵费用返回给区块生产者，那么协议报价基础费用将不再具有约束力，摧毁了EIP-1559的目的。但焚烧并不是唯一一个保持激励兼容的选项。

已经提出应该将所有“rollup排放物”，由于经济外部性产生的费用，例如拥堵或MEV，导向公物的资助。4这并不是一个糟糕的解决方案。城市的拥堵定价通常用于改善公共交通系统，即用于补偿负外部性的支出，当被适当定价时，可以提供这样的收入。

注意到我间接提到MEV…我们为什么应该将其与拥堵费用视为相同？首先，因为像拥堵一样，MEV也是一种外部性。简单地发出携带MEV的交易会对能够捕获它的用户产生正外部性。5 外部性是“无法匹配的价值”，即它们源自某些原始经济活动，这些活动将有用的工作与支付该工作的费用进行平衡（例如，用户支付L2操作员费用；操作员支付L1发布费用），但它们在过程之中产生或消除了某些额外的价值。

这一点在MEV拍卖的概念中得到最清晰地表达。在这个设计中，操作员根据能够从区块中提取多少价值竞争生成区块的权利。这一价值概念中隐含着拥堵成本，用户通过互相竞标来表达。而MEV则更为明确，潜在的操作员则为此展开竞争。同样，假设所有操作员在L2操作员费用上必须支付相同，L1数据发布费用则准确向用户收费，我们获得了：

• 用户费用 = L1数据发布费用 + L2操作员费用 + L2拥堵费用

• 操作员成本 = L2操作员成本 + L1数据发布成本

• 操作员收入 = 用户费用 + MEV

• 操作员利润 = 操作员收入 - 操作员成本 = L2拥堵费用 + MEV

在效率市场的环境中，操作员必须全面竞标自己的利润，即准确体现出拥堵费用和其批次内可得的MEV。6 这是“流入”系统的价值：第一类是用户为了保护自己不受拥堵损失而付出的成本，第二类源自初始交易所引起的涟漪效应。这个价值从未属于任何人，为什么不应该被捕获并以某种方式再分配呢？

用户愿意为包含在交易费用中支付其价值的最高限额。外部性用虚线矩形表示。

开箱

在这篇文章中做出许多假设。例如，我假设了“操作员预算平衡”，因为我认为社区应该批判性地考虑那些亏损运营的rollups，这可能意味着它们准备去中心化的程度更低。发行帮助重新建立预算平衡，虽然它依赖于外部价格信号（代币价值）来调和操作员的激励。从这个角度看，操作员最好对自己能够确切定价的部分进行精确定价，例如，他们的L2操作员成本和L1数据发布成本。这避免了未来的收入错配，其中操作员预期更高的代币价格来覆盖他们的运营费用。7

但这并不是呼吁特定的rollup经济学形式的辩护。设计空间仍然广阔。解构L2操作员成本揭示了更多我们尚未探讨的复杂性，例如，支持去中心化基础设施以生成zk-rollups的有效性证明的市场机构。关注rollup上特定类型的用户，例如，从L2到L1的快速提款服务或跨L2桥，也是揭示用户需求不同侧面的方式。对于成本、收入和费用的明确概念，现在希望可以更容易推断出rollup应达成的结果和商业目标及实现这些目标的手段。

其他资源

• John Adler的等等，这都是资源定价？（幻灯片，视频在这里）为L2操作员成本及其执行和数据可用性成本的可分离性提供了更多背景。

• Patrick McCorry, Chris Buckland, Bennet Yee, Dawn Song的SoK: 作为区块链扩展解决方案的验证桥

• • *

特别感谢Anders Elowsson、Vitalik Buterin、Fred Lacs和Alex Obadia的许多有用评论，以及Michael Silberling的见解和讨论。

1

Vitalik还建议这个成本是对区块空间供应者的机会成本。在这种观点下，如果你被包含，你至少应该给供应者支付他们能够从包含_其他人_身上赢得的费用。

2

这意味着我们可以进一步拆解我们的模型。数据发布成本通过评估基础层的拥堵来确定，并补全基础层操作员，即区块生产者！

3

rollup操作员集的中心化可能并不如基础层区块生产者集的中心化那么糟糕，但评估rollup网络的去中心化权衡留待未来的文章。

4

在撰写时，即便是用于对抗数据发布成本所收取的用户的不匹配费用，仍然被导向Optimism的retroPGF计划中的一些公共产品资金。

5

有趣的是，随着Gas费用拍卖的进行，争夺捕获这一正外部性的行为给整个网络造成了负外部性，因为网络必须应付更大的拥堵！

6

值得注意的是，在某些操作员获得私有交易排序权或者某些人参与跨域MEV时，市场效率不再是一个公平的假设（感谢Alex Obadia！）在后者情况下，跨域提取者之间的市场效率可能在单域构建者拍卖中重新确立市场效率。

7

顺便说一句，这个模型并不坏！这差不多是矿工们一直以来操作的模型。然而，我们必须记住，任何额外的由操作员承担的风险都会给中心化施加新压力，除非存在风险管理原语的可用性，例如衍生品。即便在这种风险对冲选项存在的情况下，进行良好业务所需的专业知识可能是高昂的，从而阻碍了更不成熟的操作员。

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由Barnabé Monnot · 创办于4年前

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Caleb

10月14日

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• 原文链接： barnabe.substack.com/p/u...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～