原文作者： 0xMlze、Salve Boccaccio & 0xMunehisa 原文編譯：深潮TechFlow

第二層解決方案

以太坊主網目前每秒處理平均12 筆交易，在網絡活動高峰期，交易成本已經達到了大多數用戶無法接受的水平。這個可擴展性問題源於網絡中的每個節點都需要存儲和驗證在網絡上發生的所有交易。

為了解決這個問題並擴展以太坊，人們發明了第二層解決方案（L2）。第二層是一個獨立的區塊鏈，擴展了以太坊並繼承了以太坊的安全保證。第二層本質上是一個獨立的區塊鏈，用戶在主鏈（以太坊）之外進行交易。每個第二層解決方案都有自己的安全保證和權衡。在以太坊上，最流行的第二層擴展形式是Rollups（Arbitrum、Optimism、zkSync）。

Rollups

Rollups 是L2 解決方案，在返回到L1 之前處理L1 的事務。以太坊上的標準交易通常為156 字節，其中籤名是數據密度最高的部分。因此，Rollups 在L2 執行環境中處理多個交易，然後將它們捆綁成一個交易，提交給L1 進行常規狀態驗證。將多個交易捆綁成一個交易可以減少每個交易支付的Gas 費，因為Gas 費分攤到多個交易上，而不僅僅是一個交易。然而，並非所有的Rollups 都是相同的，有許多不同類型的Rollups：

智能合約Rollups：Optimistic Rollups（Arbitrum、Optimism）、零知識Rollups（Matic 的zkEVM、zkSync、Scroll）；

Celestiums;

Enshrined Rollups;

Sovereign Rollups.

智能合約Rollups

智能合約Rollups 是用戶將資金發送到L1 上的Rollup 智能合約，然後該智能合約管理交易和狀態變化。

Rollups 和區塊鏈的一個關鍵組成部分是Merkle 樹。 Merkle 樹是存儲每個人的資金狀態和發生的交易的數據結構，允許L1 在不下載整個狀態的情況下驗證L2 上的狀態。簡單來說，用戶在L2 上進行交互和交易（從而改變狀態），L2 會定期向L1 發送狀態的Merkle 根，以便L1 可以驗證鏈的狀態。

除了將Merkle 根發佈到L1，L2 還必鬚髮布足夠的Merkle 樹變化數據，以便用戶能夠完全重建Merkle 樹。如果由於某種原因L2 停止運行，如果沒有提供這些數據，用戶將被困在L2 上。因此，L1 智能合約具有「緊急功能」，用戶可以在L2 停止運行時從智能合約Rollup 中提取他們的資金。

L1 需要某種證明來確保L2 發送的Merkle 根是有效的，這就是兩種主要的智能合約Rollup 之間的區別。使用的兩種主要證明是欺詐證明和零知識證明。

Optimistic Rollup

像Arbitrum 和Optimism 這樣的OptimisticRollup 使用欺詐證明來完成狀態的最終確認。欺詐證明的工作原理如下：

L2 節點將Merkle 根與一小筆保證金一起發佈到L1 智能合約中。

L1 智能合約默認信任L2 節點，這就是「Optimistic」一詞的含義——L1 對L2 的更新持樂觀態度。

然而，這種狀態變化在7 天內不會最終確認。

在這7 天內，任何人都可以提交一個證明，證明提交的Merkle 根是欺詐性的，這將撤銷更新並懲罰L2 節點，將保證金交給報告欺詐性更新的人。

報告者能夠通過驗證狀態根變化中發生的所有交易，並確認這些交易上的每個簽名都是有效的來證明更新是欺詐性的。這是因為L2 節點發布了Merkle 根和足夠的Merkle 變化數據來重新創建Merkle 樹。

如果在7 天的爭議期內沒有對狀態轉換提出異議，更新將最終確認並被視為不可變的。

ZK Rollup

ZK Rollup 使用零知識證明。它們的工作方式如下：

Layer 2 節點將Merkle 根與證明一起發佈到L1 智能合約中，證明L2 正確處理了交易並生成了一個新的Merkle 根。

如果Layer 2 節點試圖發布一個欺詐性的更新，它們將無法生成有效的零知識證明，因此L1 智能合約將不接受新的Merkle 根。

一旦驗證了零知識證明，狀態更新將立即完成。

排序器

排序器是L2 收集並將交易發布回以太坊基礎鏈的機制。在它們目前的中心化狀態下，它們的工作方式如下：

用戶在L2 上提交交易——DeFi、NFT、發送/接收等等。

這些交易由中心化的排序器收集。

然後，排序器（塊構建）將這些交易（調用數據/狀態差異）按順序排列為單個塊或批處理交易。

目前，L2 排序器使用先進先出（FIFO）的排序方法對這些交易進行排序。

然後，排序器將這批交易提交回以太坊主網，以便包含在一個區塊中。

在當前狀態下，Rollup 的排序器是中心化的，並由一個實體（Arbitrum 的Offchain Labs 和Optimism 的Optimism PBC）控制。這種中心化為Rollup 創建了單點故障，並可能導致活躍性問題（以及缺乏審查抵抗力）——如果排序器出現故障，L2 將無法正常運行。

例如，在6 月初，Arbitrum 的排序器遇到了一個錯誤，導致批處理在鏈上回滾，從而導致批處理的Gas 成本損失。在短時間內，批處理提交者沒有Gas，並且無法正確地將交易發送到以太坊。

L2 Gas 費用

現在我們來看一下這兩種主要的智能合約Rollup 如何計算用戶將支付的Gas 費用以及對中心化排序器的影響。

在Arbitrum 和Optimism 上，用戶進行交易時需要支付兩項費用：

L2Gas/執行費用；

L1 調用數據/安全費用。

L2Gas/執行費用

L2 Gas 費用類似於以太坊的Gas 費用。在L2 上的每筆交易都需要支付一個Gas/執行費用，該費用等於交易使用的Gas 量乘以交易附加的當前Gas 價格。

L1 調用數據/安全費用

L1 調用數據費用是為了支付將交易發布回以太坊的成本而支付的。這個費用存在是因為排序器或批處理提交者需要支付L1 Gas 費用來將交易發佈到以太坊上。

排序器收入模型

在目前的形式下，Optimistic Rollup（ORU）通過單個中心化排序器的運作來產生收入。未來，預計ORU 最終會實現去中心化，這將為通過MEV（最大化以太坊價值）或要求排序器運營商質押原生代幣/分享收入的其他收入流打開大門。

但就目前而言，在最簡單的表示中，我們可以認為排序器向ORU 用戶收取L2 交易費用（排序器收入），並且需要支付L1 Gas 費用來將用戶的L2 交易數據批量提交到以太坊網絡（成本1），以及支付運營排序器的運營成本（成本2）。

進一步來說，我們可以將收入和成本分解為具體的組成部分。雖然不同的ORU（例如Arbitrum、Optimism）沒有完全相同的定價公式，但它們遵循一個通用的框架：

收入（L2 Gas Fees）

Fees = L1_gas_price_estimate * (L1_calldata_size + L1_buffer) + L2_gas_price * L2_gas_used

成本

Costs = L1_actual_gas_price * L1_calldata_size + Sequencer_operational_costs

L2 費用定價

在所有ORU 中，L2 費用價格是L1 計算規模、L1 計算成本、L2 計算規模和L2 計算成本的函數。

由於所有L2 排序器在將批次/證明發佈到L1 主網時都會產生成本，因此當執行L2 交易時，將主網結算的動態成本傳遞給用戶是合乎邏輯的。

Arbitrum 和Optimism 的L2 費用定價方式不同。兩者之間一個非常重要的區別在於Optimism 和Arbitrum 計算L1 計算成本的方式。 Arbitrum 使用一個定價L1 計算的預言機，這意味著在沒有治理投票的情況下，預言機以與4844 之前相同的方式定價L1 計算。然而，Optimism 的L1 計算包含一個可以由Optimism 團隊調整的動態開銷（標量）變量，以調整L1 計算成本。

Arbitrum

Arbitrum 的L2 費用定價實現了「二維Gas 費用」的概念，其中Gas 限制是L2 使用的Gas 單位、L1 使用的Gas 單位和估計的L1Gas 價格的函數。

從中我們可以得出以下結論：

L2 Gas 限制隨著L2 Gas 價格的增加而減少。

L2 Gas 限制隨著L2 計算、L1 Gas 價格和L1 計算的增加而增加。

Optimism

與Arbitrum 類似，Optimism 的交易費用考慮了L1 和L2 計算的成本。 Optimism 將其稱為L2 執行費用和L1 數據/安全費用。

注意：

– dynamic_overhead 變量是由Optimism 團隊設置的變量，以確保他們的排序器在將交易批次提交回L1 網絡時能夠得到足夠的補償，以支付產生的Gas 成本。

– 目前它被設置為0.684，這表示排序器正在補貼Gas 成本。

– 從歷史上看，這個值主要設置在1 以上，這表示排序器正在額外收費以維持L1 結算Gas 緩衝區。

隨著時間推移的動態管理費用/ L1 標量費用

EIP-4844

目前，Optimistic 的Rollup 在Layer-2 執行和存儲方面的成本較低，但為了符合數據可用性，將數據發佈到Layer-1 仍對用戶來說是昂貴的。

數據是使用calldata 操作碼發佈到以太坊的Layer-1，因此Arbitrum 和Optimism 都實施了calldata 壓縮算法，如Zlib 和brotli 壓縮算法。這種數據發布成本很高，並且佔據了L2 用戶支付的交易費用的80-90%。

然而，在2023 年10 月至2024 年2 月之間，備受矚目的以太坊改進提案（EIP-4844，Proto-danksharding）計劃推出。 EIP-4844 提議向以太坊添加一種新的交易類型，允許接受「數據塊」。這些「數據塊」在大約兩週後被刪除或修剪，而不像現有calldata 一樣永久存儲。這些數據塊的大小設計得足夠小，以減少主網鏈上的存儲開銷。

以太坊Layer 1（L1）上的高交易費用是L2 Rollup 在發布批次和證明時的主要成本。 EIP-4844 對此的影響是顯著降低L1 的成本開銷，同時允許批次數據在足夠長的時間內可用，以便發布任何欺詐證明。目前的估計將這種成本節約因素從當前L1 批次發布成本的10 倍到100 倍不等。

對排序器收入的影響的高級概述

在深入討論我們預計在Arbitrum 和Optimism 中看到的變化之前，重要的是我們考慮到Arbitrum 和Optimism 在L1 計算定價方面的差異（如前面的L2 費用定價部分所解釋的）。鑑於Arbitrum 的L1 定價預言機，我們現在知道它很可能將100% 的費用傳遞給用戶（除非我們看到治理投票）。對於Optimism 來說情況並非如此，因為他們仍然控制著動態開銷變量。

下面的表格為我們提供了EIP-4844 後可能的結果。

Arbitrum

考慮到上面部分中Arbitrum 財務狀況的現狀，我們探討了在某些假設下Arbitrum 估值的可能變化。由於預計EIP-4844 後成本將顯著降低，人們預期在收入保持不變的情況下，利潤和利潤率將增加。

基於此，我們建立了一個表格，顯示了各種可能的結果，其中包括EIP-4844 節省傳遞給用戶的不同組合（Y 軸）和EIP-4844 成本降低因素（X 軸，數字越大= EIP4844 節省的費用越高）。

我們用陰影標記了我們認為在EIP-4844 後最有可能出現的組合。

如果將100% 的節省傳遞給用戶，我們可以假設這種成本節約可能會增加Arbitrum 上的交易數量（新的dApp 類型，更多的用戶）。

做出一些假設：

保持當前的市盈率（P/E）；

假設成本減少10 倍；

由於費用節省而導致交易數量增長。

我們可以計算出這些變化對ARB 和OP 價格的影響。例如，如果Tx 量增長了40%，並且只有90% 的費用節省傳遞給用戶，那麼ARB 的價格將為2.10 美元。

Optimism

對於Optimism 進行相同的計算，我們得到以下結果。

L2 代幣經濟學與估值

目前，Arbitrum 和Optimism 的唯一價值積累是治理；這是ARB 和OP 的唯一功能。然而，ARB 和OP 的價值積累可能來自另外兩個來源：交易費用和MEV。

在它們目前的狀態下，這兩個L2 解決方案嚴重依賴於它們的中心化排序器，所有這些中心化的區塊構建和提議的利潤都會傳遞給Arbitrum 基金會和Optimism 基金會。然而，這兩個解決方案已經承諾向去中心化的排序器機制邁進，其中基金會不是唯一構建和提議L2 區塊的實體。 L2 代幣實現價值積累的第一步是去中心化排序器，這並不容易，但它可以允許L2 代幣持有者通過構建和提議過程參與產生的價值。

排序器的去中心化很可能通過PoS 機制來實現，用戶將質押原生的L2 代幣。如果質押者沒有履行職責或惡意行為，將會被削減質押。質押者可以通過原生代幣形式獲得交易費用的一部分、MEV（在後FIFO 世界中）或質押獎勵。

去中心化排序器的重要性在於，中心化排序器可能導致用戶交易被審查，提取過高的租金或產生有害的MEV，對用戶產生不利影響。