作者：Barnabé Monnot

编译：ETH中文

Rollup 是一个惊人的原语。Rollup 将成为以太坊未来扩张的首选(参考文章《图解以太坊发展路线》)，为以太坊的运营提供广阔的设计空间。

总的来说，rollup 扩展了基本协议，并保留了协议的大部分属性。在整个过程中，最重要的是确保链下执行的正确性和执行背后的数据可用性。如何实现这两点取决于设计师。

最近，我开始从经济学的角度理解 rollup 感兴趣。这不仅仅是一个理论问题。基层 (L1) 成本很高。我们应该积极提供一些空间，让用户能够在这里支付交易费用。更好的经济意味着更合理的定价，用户会更满意。

那我们应该如何具体思考 rollup 经济学？这篇文章将首先确定 rollup 系统中的各部分，它们的角色和职责。接着梳理出 rollup 系统中的各种费用、收入和费用为我们提供了如何探索这个广泛的设计空间的线索。

Rollup 游戏中的角色

简单地说，我们将理想化地分为三个角色：

?用户：用户可以在 L2 在网上发送交易，并在 L上一样。他们在 L2 持有资产并部署在 上rollup 合同交互。

?Rollup 操作员：这个角色包含许多其他角色。Rollup 操作员代表处理 L所有基础设施都需要在线交易。我们现在已经发布了交易批次 (batches) 定序者，发布断言 (assertions) 执行者，提出欺诈证明 (fraud proofs) 挑战者，计算有效性证明 (validity proofs) 的证人 (详见本文)...

?基层： rollup 发布的数据提供安全性的协议。这样的协议可以只需保证数据可用性而不需要结算功能 (比如，部署在其执行层上的 “模板 template 桥接合同)，但也可以是以太坊等通用结算引擎。

用户在 L2 交易，运营商连接用户和基层 (数据最终发布在基层)。

Rollup 的开销

在本文中，我们从 系统 的角度来看待 rollup，主要关注其费用、收入和费用。运行系统会产生费用，就像 能量库 一样(energy sinks)，价值从系统内部流向外部。另一方面，系统也会获得收入，即 能源 (energy sources)，价值从系统外部流向内部。

费用则在 “能量源” 和 “能量库” 之间架起了桥梁，在系统的各个组件之间转移价值，以便每个组件正确地履行其功能。

比如我之前写的一篇关于 的文章EIP-在文章中，我解释了如何分解用户支付的交易费用：

?包装交易的部分费用归操作员所有： PoW 在基础层，矿工成本是对矿工的补偿，以对冲增加的叔叔风险。该费用涵盖了运营商发布区块的费用，使其成为网络的一部分。这也是你在发送交易时默认的 1 或 2 Gwei 支付费用。

?其余费用用用于优先包装在区块链中，即拥堵定价 (pricing congestion)。这一成本使得网络与拥堵的用户在系统中相容。这是 在正常情况下L1 的 basefee 的作用。

好消息是，我们会用同样的想法去理解 rollup 的开销。EIP-1559 费用只涉及用户和基础层两部分。因为 rollup 和 EIP-1559 结构不同，运营商位于用户和基础层之间，因此我们必须将运营商的费用与基础层的费用分开。我们将在下面讨论这一点：

L2 运营商费用 (L2 operator costs)

Rollup 必须找到愿意花费计算资源来处理 rollup 数据的运行者，如维护一个交易池、对交易 batch 排序、计算状态根/状态差异/有效性证明等。这是量化运营商运营基础设施所需成本的有形费用。

L1 数据发布费用 (L1 data publication costs)

花点时间研究数据发布的费用是值得的，因为这确实是 rollup 经济中的新费用类型。运营商一旦收集了足够大的交易集，就需要在基础上发布压缩信息。

目前，这一过程还没有以一种特别优雅的方式完成：数据只是 CALLDATA 发布，允许发送者添加任何字节序列交易属性。

通常，CALLDATA 包括被交易调用的智能合约方法的引用和该方法的输入参数。这种理解可能有帮助：rollup 操作员调用代表压缩交易的字节块作为输入参数L1 “rollup 一些 链 智能合同registerCompressedData 方法。这是 Optimism 的 “Canonical 交易链 合同的例子。

用户发送交易，运营商压缩这些交易并将其发布到基础 rollup 链智能合约

发布数据的费用是基础层产生的。目前数据的市场价格是 ，为了在以太坊上发布数据EIP-1559 控制，其中 CALLDATA 每个非零字节消耗 16 gas，而且每个零字节消耗 4 gas。

多维 EIP-1559 (在 Vitalik 写得简单《Sharding-format blob-carrying transactions (用于分片携带 blob 交易类型中有实例)，CALLDATA 的价格可以在自己的 EIP-1559 市场决定将数据市场与传统执行市场分开定价。

在这个 Dune analytics dashboard 中，我试着整理几个主要的 rollup 发布的数据。我不确定我是否捕获了完整的信息，尤其是 zk-rollup 。假如你发现了一些对不起的地方，请告诉我！:)

也可参考 Aditi 最近发表的文章 Ethereum Rollup Call Data 定价分析 和L2fees.info

L2 拥堵费用 (L2 congestion costs)

还有第三个，更无形的开销。只要 rollup 块空间的供应不能满足现有的需求，必须分配稀缺资源。在一个由对时间不敏感的用户组成的球形奶牛世界里，用户只需要排队等待。拥挤的系统不会造成价值损失。但当用户因等待而产生成本时，他们应该想要尽可能减少交易延迟。对于排队面的用户，他们的福利减少对整个 rollup 系统增加了费用。

依靠成本市场来实施这种分配是典型的 （至少在以太坊世界），使成本显示[1]。没有成本市场或某种形式的拥堵定价，用户要么 时间支付 （交易延迟包装），链下贿赂区块提议者包装交易，或重复发送交易，以确保其中一笔交易将被选择包装。在所有这些情况下，用户通过消耗资源来防止拥堵造成的有效损失。

Rollup 收益

现在我们已经知道 了rollup 的费用，我们将尝试分析系统的收入。在这里，我们区分了种主要资源：交易价值和代币分配。

交易价值

用户从 rollup 交易的价值不而不是其他地方，所以他们准备为他们获得的服务支付费用。这里的价值是指用户从他们的交易打包到 rollup 获得效用(utility)。如果交易被打包，我可以得到 50 美元，我愿意支付这笔钱，让我的交易被打包。

如果我们最终支付了 2 美元，我的盈余是 48 美元。但从 rollup从 系统的角度来看，无论谁获得 2 美元的收入，最初的流入价值都是 50 美元。

第二，只要交易包含正 MEV，比如有些 DEX 可以被三明治攻击的交换交易也将被添加到我们的交易价值概念中。在这一点上，无论是定序器提取的价值，用户都会攻击三明治或其他交易。唯一重要的是，我们的初始交易给整个系统带来的价值比原始用户从交易中获得的价值更大。这样，我们就可以得出结论：

交易价值 = 用户价值 MEV

代币发放

收入的第二个来源是代币分配。在基础上，块制造商获得的收入是新铸造的代币，并增加了块制造商帮助维护的网络的本地加密资产。这些收入抵消了他们的基础设施费用，只要他们这样做是有利可图的，就会有越来越多的块制造商加入。

假设 rollup 可以铸造自己的代币，代币价值不为零。rollup 可以通过发行新代币来支付部分操作，以履行其职责。这里的模型模糊不清，收入来源用于 的方式也不同rollup 费用。现在，我们只考虑发行有价值的代币，这可以给系统带来更多的价值。

传递责任：rollup 版本

综上所述，一个 rollup 系统包括三个相关方：用户、rollup 运营商和基础层。该系统将产生三种类型的费用：运营成本、在基础层发布数据和拥堵成本。该系统以两种形式获得收入：交易价值和代币分配。

剩下的就是匹配谁付什么，什么时候付什么。有些配对很容易处理。操作员必须向基层支付 L1 发布数据的费用。他们必须在发布数据的那一刻支付，并按照基本报价支付。

在成本市场上，成本定价是动态的，L2 拥堵费用也是即时的。用户观察 rollup 根据可用供应调整区块空间当前需求的成本。rollup 可能想在他们的网络上部署 EIP-管理 1559 市场机制L打包2 交易。然后 L2 基本成本可以让用户轻松预测目前的 L2 拥堵费用。

上图为系统全貌，流入代表收益 (交易价值 代币发行)，流出代表费用 (L2 运营商费用，L1 数据发布费用和拥堵费用)。价值转移在不同的相关方之间。

预算平衡：传递责任的限制

让我们给我们的系统增加一个新的限制——运营商预算平衡。假设 rollup 运营商不能亏损经营，也就是说，他们的收入必须至少等于或大于他们的费用。

这个假设可能并不总是成立的，但在我看来，如果我们关心未来的运营商集是否足够分散和开放，这是非常重要的。

如果运营商需要亏本经营，资本较少的参与者将被挤出市场其运营集的规模非常有限。[3] 一个小型运营商集会削弱了抗审查的保证。在最坏的情况下，用户将被迫在基础层打包交易，并必须支付高额费用。

作为一个放松的变量，代币分配迟早会派上用场，以确保预算平衡。每当运营商太无利可图时，他们就会离开这个系统，这将增加剩余运营商的分配份额，直到它再次达到平衡。同样，当运营商收入过高时，新的加入者将争相分享，直到运营商再次达到预算平衡。

在延迟支付的情况下维持运营商的预算平衡

在预算平衡的规则下，我们必须考虑运营商保持非负平衡。它们的主要流出，即 L1 数据发布是可变的，费用与主要流入 (即交易费) 分开。

假设运营商对他们的 L2 完全了解运营费用，并在交易过程中向用户报告确切价格 （类似于他们认知中的叔块率及其相应的矿工费用）。但他们应该如何为用户提供最终的 L1 数据发布费用报价，延迟一点实现？

今天，rollup 应用启发法避免 L1 数据发布开销可变性带来的风险。一种情况是，rollup 观察当前 L 基本费用 (谢谢 EIP-3198 ！) 并将成本提高一点，作为一个额外的缓冲，即在一开始向用户收取超额费用，以防止运营商在发布数据时支付更多费用。另一种情况是，按 L为了拉平长期波动，向用户收取基本费用的流动平均函数。

在我看来，合理的解决方案是调用衍生品，即简单的 L1 基本费用期货合约。在交易时间，用户收取一笔费用，以锁定未来价格在基础层发布数据的费用。通过减少悲观 (pessimistic) 超额支付，余额将返还给用户。目前对该衍生品最佳设计的研究尚未确定。

（译者注：Pessimistic Approach 是并发控制算法的一种方法，即如果未来某个时间点发生冲突，事务将被推迟。它锁定数据库记录以更新访问，其他用户只能通过阅读访问记录或等待记录被解锁。

用户在交易过程中向运营商支付费用，但运营商必须按照基本层的报价支付数据发布费用，这不是固定的。

如何处理拥堵费用？

假设用户交易时 rollup 可以完美地定价拥堵成本，所以现在它将以拥堵成本的形式产生收入。今天，在以太坊的基础上，这些费用将被烧毁。这样做的主要原因是与激励措施相容：如果拥堵成本返回给块制造商，该协议的基本成本报价将不再具有约束力，并损坏 EIP-1559 的目的。但燃烧的基本成本并不是保持激励相容性的唯一选择。

有人建议把一切都做好"rollup 废气"，即经济外部性 (如拥堵或 )MEV) 造成的所有费用都用于资助公共物品。[4] 这不是一个糟糕的解决方案。城市拥堵定价通常被指定用于改善公共交通系统，也就是说，这是用来补偿负外部性的。当这些外部性被相应定价时，它们将带来这些好处。

请注意，我其实是悄悄把 MEV 加进来了...为什么要像拥堵费用一样思考 ？MEV ？首先，因为 MEV 和拥堵一样外在。发一支带 的笔MEV 交易这样简单的举动，为想捕捉的人创造了正外部性。

外部性是没有匹配的价值，也就是说，它们产生在一些用报酬来平衡有用工作的原始经济活动 (例如，用户给 L2 运营商支付费用；运营商支付 L1 发布费用)，但在这个过程中，它们会产生或破坏一些额外的价值。

这在 MEV 竞拍的概念得到了最清晰的解释。在这种设计中，运营商根据他们能从包装块中提取多少价值来竞争包装块的权利。

这一价值隐含着拥堵费用，用户通过竞争出价来表现。更明显的是 MEV 本身，这将是运营商的竞争。

第三，假设运营商不允许在亏损的情况下运营，他们的出价必须反映他们从块中提取价值的真实能力，即运营商将从这个交易批中提取用户费用的总和 MEV 出价。

同时，假设所有运营商都必须支付等额 L2 运行者开销，而 L1 数据发布费用准确地向用户收取，我们将得出结论：

? 用户费用 = L 数据发布费L 运营商费用L2 拥堵费用

? 运营商费用 = L2 运营商费用 L1 数据发布费用

? 运营商收入 = 用户费用 MEV

? 运营商利润 = 运营商收入 - 运营商费用 = L2 拥堵费用 MEV

在运营商在有效市场竞争的环境中，为了赢得提议块的权利，运营商必须同时出价其整个利润，即交易批次中的拥堵成本和可用 MEV。[6] 这是系统的隐含价值：

第一项来自用户为避免拥堵造成的损失而支付的费用，第二项来自初始交易造成的涟漪效应。这些价值从一开始就不属于任何人。为什么它们不能被捕获和重新分配？

用户愿意为包装支付高达其交易价值的费用。外部虚线矩形表示。

探索 rollup 经济学

这篇文章做了很多假设。比如我假设运营商预算平衡，因为我相信社区应该从批判的角度来看待亏损运营商运营的 rollup ，它们可能不适合分散化。代币分配有助于重建预算平衡，尽管它依赖于外部价格信号 （代币价值） 来协调运营商的激励。

在这种观点下，运营商更倾向于尽可能准确地定价他们可以定价的东西，即他们的 L2 运营商费用和 L1 数据发布成本。这避免了未来收入的错配，运营商将期望以更高的代币价格支付其运营费用。

但这并不是在提倡一种特定的形式rollup经济学。设计空间仍然很宽。探索 L2 运营商的费用发现了更多我们尚未探索的复杂性。例如，市场组织支持分散的基础设施生成 zk-rollup 的有效性证明。

专注于 rollup 用户 (例如，从 L2 到 L1 或跨 L2 桥接快速提款服务) 也会发现用户需求的不同方向。在明确了费用、收入和费用的概念后，我希望现在能更容易地分析 rollup 实现这些目标样的结果和商业目标，以及实现这些目标的手段。

其他资源

?John Adler 的“Wait,it’s all resource pricing? 给出了 (这是幻灯片和视频)L2 运营商费用，执行与数据可用性费用分离的背景。

?Patrick McCorry,Chris Buckland,Bennet Yee,Dawn Song,SoK: Validating Bridges as a Scaling Solution for Blockchains

非常感谢 Anders Elowsson、Vitalik Buterin、Fred Lacs 和 Alex Obadia 有很多有用的意见。

[1] Vitalik 还认为，这种费用是区块空间提供商的机会成本。在这种解释中，如果你的交易被打包，你应该至少向提供商支付他们可以从打包其他交易中获得的收入。

[2] 这意味着我们可以进一步解锁我们的模型。数据发布开销是通过对基础层的拥堵情况预测和来报价的，这就与基础层的运行者，即出块者一起形成一个整体。

[3] rollup 运营商集的集中化可能不如基础层的集中化，但对 rollup 网络去中心化权衡评估留待未来。

[4] 写作时，甚至那些不匹配的费用，比如从用户那里收取的支付数据发布费用的费用，都被用来筹集一些公共物品，比如Optimism 发起追溯性公共物品募集计划。

[5] 有趣的是，gas 用于捕捉正外部性的正外部性的竞争，为整个网络创造了负外部性，使网络必须处理更严重的拥堵。

[6] 请注意，一些运营商可以获得私人交易订单流或参与跨领域 MEV (致敬 Alex Obadia！) 在这种情况下，故障效率不再是一个公平的假设。在后一种情况下，跨域提取者的市场效率可以在单域构建者的投标中重建。

顺便说一句，这种模式并不可怕！这主要是矿工的运作模式。然而，我们必须记住，除非有可用的风险管理原语，如衍生品，否则运营商承担的任何额外风险都是集中压力。即使有这样的选择来对冲风险，开展良好业务所需的知识也可能有很高的门槛，这将阻止技术水平较低的运营商。