超越治理代幣 探討Rollup的貨幣化設計_ROLL

Rollup 是眾多基礎設施中一個好的投資類別嗎？

Rollup 的投資邏輯從早期的 ZK/OP 敘事之爭，到后來實踐中的 TPS 和用戶體驗比拼，再到圍繞 OP Stack 等衍生工具構建的護城河——對于這個問題，處在行業發展的不同階段或許有不同的回答。

但歸根結底我們需要回答的是，Rollup 是賺錢的生意嗎？Rollup 的經濟學是怎么一回事？本文試圖學習探討 Rollup 的商業模式及其 Monetization 的設計空間。

Barry Whitehat 最早在 Ethereum Research 論壇提出了 Rollup 的概念。當 Rollup 的概念處在雛形階段時，我們把運作 Rollup 的角色統一稱為 Relayer 或 Operator。隨著基礎設施發展的精細化，這一角色被分解為多個實體：Sequencer 負責排序交易，并寫入 DA，Challenger 負責提出挑戰，Prover 負責生成證明。在我們討論 Rollup 經濟時，基本上可以從這幾個實體出發進行梳理。

Source: IOSG本文主要討論 Rollup Monetization 的幾個方面：

交易費用（Transaction Fee）的緣由、構成和 Rollup 的盈虧情況；

MEV 在 Decentralized Sequencer 語境下的形式和 Monetization；

基于 Fault Proof 和 Validity Proof 進行 Monetization 的可能性。

與在其他鏈上類似，用戶在 Rollup 發送交易需要支付交易費用。

從 Sequencer 的角度看，這個交易成本主要涵蓋兩部分支出：執行開銷和安全開銷。

Source: John AdlerRollup 的執行開銷繼承自以太坊的模型。抽象來看，每個以太坊節點運行著一個復制狀態機。如上圖所示，節點下載并存儲交易數據、執行計算、讀寫內存和存儲，這些操作對應物理性的資源花銷和消耗。Gas 作為統一的資源定價單位，被用于對這些操作背后隱含的資源進行度量。

那么延伸到 Rollup 中也是如此， 運營 Rollup 節點將產生一定的執行開銷，這是 Rollup 用戶支付的交易費用的由來。由于 EVM 等效性的細微差異和 Rollup 設計的不同，不同 Rollup 對執行開銷的定價也有些許分別（例如，zkSync Era 提供了原生的賬戶抽象，一些操作對比 EOA 可能需要支付更多的 Gas），但總體上沿用以太坊的 Gas 模型。

Source: Dune Analytics @springzhang除了上述的執行開銷之外，還應考慮擁堵費用和最低交易費用。

擁堵費用。反映在 Gas 價格與網絡流量的動態平衡上。例如在 Arbitrum Odyssey 期間，網絡流量的激增導致了 Gas 價格的大幅上漲。

BMEX合約研究院：以太坊市值超越比特幣還有三個不確定因素:BMEX合約研究院市場研究員Kevin表示，當前市場上許多投資者預測以太坊的市值將超越比特幣，但目前仍面臨技術、機構投資量、競爭者三個問題。

比特幣以其系統的穩定性著稱于世，對于任何系統的改動都極其保守，在本輪牛市中因此獲得了機構的認可，成為真正的“數字黃金”。反觀以太坊，它是一個不斷進化的系統，由于需要實現的功能眾多，因而從系統復雜性的程度來說，相對于比特幣高了不止一個數量級。

在投資機構數量上，市面上有不少公開持有比特幣的上市公司，還不乏特斯拉這樣的巨頭，而公開持有以太坊的則只有美圖數家。同時，比特幣已經具備了“價值存儲”的先發優勢，而且其數字黃金的地位已經確立，而以太坊作為一個去中心化的運算系統，挑戰者仍然像雨后春筍般層出不窮，以太坊作為全球智能合約首要平臺的地位，暫時沒有比特幣作為數字黃金的地位穩固。[2021/5/11 21:48:18]

最低交易費用。在網絡費用極低的區塊鏈上，為了避免 Spam 和 DoS 攻擊，有必要設置一個交易費用的下限。目前 Arbitrum One 上為 0.1 gwei，Arbitrum Nova 上為 0.01 gwei。最低交易費用的數值取決于該網絡的設計（在 Optimism 上是 0.001 gwei）。

Source: Celestia Forum @adeets_22安全開銷即為我們討論的數據可用性（DA）成本，DA 是 Rollup 等效于以太坊安全性的保證，確保所有人能夠根據發布在以太坊 L1 上的數據重建 Rollup 的狀態（這里討論的是以太坊 L1 的情況，當然還有其他 DA 方案）。貢獻給以太坊 L1 的 DA 成本占據 Rollup 總成本的絕大多數。今年 5 月，Arbitrum 向以太坊提交了大約 3,927 MB 的數據，并為此支付 4,856 枚 ETH，DA 成本約 1.24 ETH/MB。（按 S3 Standard 每 GB $ 0.023 和 ETH 價格 $1800 計算，以太坊的 DA 存儲成本大概是 AWS 的 一億倍）。

由于鏈上 DA 非常昂貴，各個 Rollup 都采用了數據壓縮方法。Arbitrum 和 Optimism Bedrock 分別使用開源數據壓縮庫 Broti 和 zlib 對發布到以太坊 L1 的數據進行壓縮。StarkNet 和 zkSync Era 通過發布 State Diff（即先前狀態與新狀態之差）而非全部數據，對數據進行壓縮。（P.S：Optimism Bedrock 升級還采取了多種方法對交易成本進行壓縮，在這里我們可以看到更多數據指標）。

Source: IOSG值得期待的是，以太坊 L1 高昂的 DA 成本將在 Decun Upgrade 引入 EIP-4844 后得到大幅緩解。另外，此處討論的「安全開銷」實際隱含了不同的安全級別。除以太坊 L1 保證的 DA 之外，DAC 和 Celestia、EigenDA 等解決方案提供了多樣的「安全 - 成本」權衡，為 DA 需求端提供了多種選擇。一些低頻、高價值的 DeFi 應用更需要安全保證，一些高頻、相對低價值的應用（例如游戲），則可以更多考慮成本；各取所需。

以太坊市值超越英特爾排名第28:AssetDash數據顯示，以太坊市值達到2739.3億美元，市值超越英特爾，排名第28。[2021/4/14 20:18:04]

Source: Dune Analytics @optimismfnd綜上所述，簡單地從 Sequencer 的角度看：Sequencer 從用戶側收取交易費用，向以太坊支付 DA 費用。那么 Sequencer 的利潤可以按上述方式計算。目前多數 Sequencer 由 Rollup 團隊運營，如果忽略代幣發行的收入和通脹等一系列細節，Rollup 的收入也可以粗略地用這個方式進行衡量。

Source: Token Terminal

Source: IOSG以 Optimism 為例，在過去 30 天，Optimism 每天的盈利大約是 20k 美金。根據 Token Terminal 的數據，Optimism 上線至今的盈利大約是 10.9 M 美金。

MEV 是 Rollup 建立商業模式的重要方式。在中心化的單個 Sequencer 語境下談論 MEV 沒有太多意義，所以我們先從去中心化 Sequencer 開始，隨后將探索 Rollup 的 MEV 經濟。

截至目前 Arbitrum ($5.87b)、Optimism ($2.14B) 和 zkSync Era ($649M) 依賴于中心化的 Sequencer/Operator 進行交易排序、提交批次等操作。

去中心化是一項繁雜的事項，引入多方參與者的過程需要仔細打磨，一步到位沒有必要。從安全性、競爭形勢和開發者資源的角度思考，在項目早期采用中心化的 Sequencer 講得通。然而，中心化的 Sequencer 至少有兩個明顯的缺陷（這同樣也是大多數中心化手段的缺陷）。

交易審查：即對特定用戶的交易進行審查，包括勒索攻擊等等。為了解決這個問題，Arbitrum 和 Optimism 提供了用戶交易強制包含的選項，例如 Arbitrum 的所有用戶都可以調用 forceInclusion 方法來強制包含交易；StarkEx 實施了逃生艙（Escape Hatch）機制，實現了部分抗審查。

活躍保證：Sequencer 是否能夠持續保持在線？如果中心化的服務產生單點故障（例如硬件故障或軟件配置錯誤），整個網絡將會停機。這種可能性雖小，但一旦發生會產生廣泛的負面影響。

Source: Taiko當前， Sequencer 實際上同時扮演了以太坊 L1 上 Builder 和 Proposer 的角色：既負責交易排序，又負責提交 Batches —— 實現 DS 的過程有點像在重走以太坊 PBS 的老路。

要實現DS，Rollup 通常有幾種選項。

Paxful總交易量首次超越LocalBitcoins:Arcane Research數據顯示，點對點加密貨幣交易平臺Paxful的總交易量在歷史上首次超越了長期以來的點對點交易平臺龍頭LocalBitcoins。圖表顯示，在數次出現凍結交易員賬戶的狀況發生后，LocalBitcoins的交易量一直在持續下降。（CoinGape）[2020/6/17]

領導者選舉/輪換（Leader Election/Rotation）機制，加上本地區塊構建，即以太坊 L1 上非 PBS 的情況。Vitalik 在他的 An Incomplete Guide to Rollups 提出了幾種選舉/輪換的方法：Sequencer 拍賣、基于 PoS 的隨機選取、DPoS 投票等。根據以太坊的實踐，很顯然 PBS 會是更優解。

領導者選舉/輪換機制，加上開放的區塊構建市場 ，即以太坊 L1 上 Enshrined PBS 或者 Proposer 采用 MEV-Boost的情況。

一些特定機制，例如 FCFS (First Come First Serve)。FCFS 最終會導致延遲競賽，類似于傳統高頻交易中的 Colocation。Arbitrum 當前采用 FCFS，并在研究 Time-Boost 等變體。Time-Boost 在 FCFS 的基礎上引入了優先費用，可以支付費用讓交易加快最多 0.5 秒。這是一種延遲與費用之間的二維權衡。

Rollup 團隊可以采用以上選項內部構建 DS，也可以考慮外包 Sequencing：

Espresso/Astria 等項目提出了它們的 DS/SS 服務；

Flashbots 正在構建 SUAVE，一個域間通用的加密內存池；

Justin Drake 提出的 Based Rollup，直接借助 L1 共識，由以太坊 L1 的 Proposer 把 Rollup 區塊包含到 L1 區塊中，繼承 L1 等同級別的去中心化和活躍保證。

選擇內部構建或外包有一些利弊權衡，本文將在稍后進一步討論。

Source: odos.xyz/arbitrage如果我們有了一個開放區塊構建的 DS 市場，那么現在以太坊上的 MEV 供應鏈就會在 Rollup 上復現。其中，域內 MEV （Intradomain MEV） 指發生在 Rollup 內部的 MEV，這與以太坊 L1 的 MEV 并沒有太多差異。例如 DEX 中的三明治攻擊、跨 DEX 套利等等。因為目前 Rollup 還沒有實現 DS ，上圖以以太坊 L1 上的跨 DEX 套利作為舉例。

更有趣的可能是跨域 MEV （Cross-domain MEV）。我們把跨域 MEV 分為普通跨域 MEV 和 Shared Sequencer （SS）下的跨域 MEV。

普通領域 MEV

Source: odos.xyz/arbitrage普通跨域 MEV 在以太坊 L1 和 Rollup、Rollup 和 Rollup 之間發生。在 DS 的語境下，各個域之間都有各自的 MEV 管道，涵蓋不同角色。上圖是跨域套利的一個示例。

聲音 | 分析師Max Keiser：比特幣將超越一切 包括沃倫·巴菲特:據KITCO News報道，加密貨幣分析師Max Keiser在一檔節目中表示，比特幣將摧毀美元，并搞垮美國每家銀行。比特幣將超越一切，包括沃倫·巴菲特。[2019/8/7]

在 Searcher 端，跨域 MEV 涉及到復雜的執行風險，因為不同域有不同的確認時間和最終性，無法確定交易是否會被如愿包含。為此，Primev 正在構建一個通訊網絡，Searcher 可以向多個域的多個 Builder 提交出價，為其 Bundle 獲取預先確認（Pre-confirmation）保證。這樣一來Searcher 可以量化并管控它們的執行風險。

跨域 MEV 存在中心化的趨勢。如 Flashbots 所指出，同時在多條鏈上進行區塊構建的 Builder 與僅在一條鏈進行區塊構建的 Builder 相比，在跨域 MEV 方面具有更大的優勢，因此容易導致中心化。在 Rollup-centric Roadmap 之下，這是未來幾年需要面對的話題。

SS 下的 MEV

如果多個 Rollup 使用同一個 SS，情況有所不同。

Source: IOSGSS 的特性之一是它可以實現跨 Rollup 原子套利。原先 Searcher 在分別提交交易 1 和交易 2 的時候，不確定這兩筆交易是否會按它的期望被包含（例如剛好在下一個區塊被包含）。有了 SS 之后，Searcher 可以提交類似上圖的Bundle，當交易 1 和交易 2 能夠同時滿足時才進行執行，否則兩筆交易都不執行（當然，需要滿足交易不是無效交易）。這種實施減少了 Searcher 的執行風險。

理想情況下，SS 將會實現「整體大于部分之和」。例如，一筆交易涵蓋的信息在單個 Rollup 上可能沒有價值，但在多 Rollup 共享排序的情況下可以與其他 Rollup 上的交易進行排列組合，從而充分利用一些「無效信息」并實現正和游戲。

盡管有眾多好處，但 Sequencing 涉及到復雜的商業問題，故筆者認為 SS 短期內不會得到頭部 Rollup 采用，而可能在長尾的 App-specific Rollup 中率先實施和驗證，或者作為 Rollup-as-a-Service 項目的可選項提供給開發者使用。

圍繞 MEV 的 Rollup 經濟

Source: IOSG在 DS 得到實施之后，問題回歸到如何圍繞 MEV構建經濟模型和價值捕獲機制。

在上文我們討論了 Rollup 的開銷。這種開銷的源頭是 DA 資源和運營 Rollup 本身的物理資源。這些有限資源構成了區塊空間的稀缺性。MEV 反映了對區塊空間稀缺性的支配權。Rollup 可以對該支配權進行定價。

Fuel Network 認為一個優化的代幣模型應該合理地對區塊空間的價值進行捕獲。用戶使用 Rollup 代幣支付交易費用，是價值捕獲的其中一種方式（即賦予了代幣 Utility）。但這也引入了額外的用戶側摩擦。Fuel 的想法也是對區塊空間的稀缺性進行代幣化，但代幣化的是「收取區塊空間內費用的權利」。這是從區塊生產者和 MEV 的角度而言的，并不影響終端用戶。

聲音 | BB：其他國家利用區塊鏈在數字技術設施方面超越美國:Block.one CEO Brendan Blumer 發推轉載 TechCrunch 發表的一篇文章「美國基礎設施的恥辱」寫到：“這只是物理基礎設施方面，其他國家也還在利用區塊鏈在數字基礎設施方面超越美國。” 推文最后 @ 美國總統特朗普。[2019/2/25]

對應上述 DS 的選項，筆者認為可能有以下設計空間：

MEV Auction (MEVA)。Sequencer 參與拍賣來確定特定區塊、或特定時間內的區塊的交易排序權。拍賣的出價作為 Rollup 的收入。

PoS。質押 Rollup 代幣，隨機選擇 Sequencer；質押越多，成為 Sequencer 的概率越大。注意 Rollup 仍由 Validity/Fault Proof 和以太坊保證安全，并不需要依賴于 PoS 提供的經濟安全。PoS 僅作為選擇領導者的方式。質押代幣為 Rollup 提供了價值捕獲，這種鎖倉本質上也是對區塊空間稀缺性的反映。

SS。相較上述兩點而言，SS 是一個有趣的新話題，目前還沒有定論。假設 Rollup 選擇外包 Sequencing 給 SS，同時意味著出讓了自己捕獲域內 MEV 的權利 —— 盡管這樣做的好處是多個域間會產生網絡效應，從而形成正和。但從另一個角度來說， Rollup 完全可以選擇把自己的 MEV 留在自己的生態內部，由自己捕獲或是對域內 MEV進行代幣化。

因此，筆者認為 SS 應該以某種方式對其各個域間捕獲的 MEV 進行再分配。在多個 SS 爭奪他們的 Rollup 客戶的情況下，這種再分配的激勵顯得尤為重要。在這種情況下，再分配的 MEV 可以作為 Rollup 的收入。

欺詐證明的普遍設計是在挑戰期內，人們（稱為挑戰者）可以對狀態轉換提出質疑；一旦該質疑被驗證為正確，作惡者會被罰沒，挑戰者獲得部分罰沒的資金作為獎勵。其余被罰沒的資金可能會被銷毀，如果被罰沒的資金是 Rollup 的代幣，這被視為對于所有代幣持有者的一種補償（而非對于攻擊的受害者）。Arbitrum 和 Optimism Cannon 目前都采用交互式欺詐證明。

在 Arbitrum 上觀察狀態轉換和提出挑戰的一方稱為驗證者（Validator），觀察狀態轉換的一方稱為觀測者（Watchtower Validators） 。兩者的主要區別在于前者可以提出挑戰，后者可以以任意方式提出警告（例如通過社區或社交媒體）。成為驗證者需要白名單的權限。觀測者則無需許可。

Arbitrum 可能在未來去中心化驗證者（也即挑戰者）這一角色。但實際上挑戰者只需要 1 of N 的信任假設，一個誠實的挑戰者對于網絡來說是足夠的。因此，筆者認為去中心化挑戰者只是滿足去中心化的要求，除了上述提到的挑戰者獲得部分罰沒的資金之外，在經濟學上沒有太多的設計空間，更多可能是出于設計冗余的考慮。

Source: Figment CapitalFigment Capital 在其文章中對 Prover Network 和 Prover Market 進行了概念區分：Prover Network 是僅為單個應用（例如 Scroll）提供服務的 Prover 集合。Prover Market 是開放的市場，多個應用（例如 Scroll、Succinct）可以向該市場提交證明請求。這篇文章已經概括了 Decentralized Prover 的方方面面，因此本文不會重復增添過多筆墨。

Scroll 在兩年前提出了去中心化 Prover 的想法。

Source:ScrollProver （Scroll 稱為 Roller）需要質押代幣以獲得初始的聲譽，該聲譽與質押的代幣成正比例。在網絡需要生成證明的時候，由 Sequencer 按聲譽隨機選擇多個 Prover，要求他們在時間 T 內生成證明 —— 如果證明無效將被罰款；如果證明有效但晚于時間 T，將降低其聲譽；如果證明有效且在時間 T 內，有機會獲得獎勵。

引入限定時間 T 的設計，而非簡單地采用「最快」來進行衡量，是為了避免最快的 Prover 贏家通吃的局面，因為只要能夠在時間 T 內完成，最快的 Prover 和稍慢的 Prover 獲得獎勵的概率是相同的。這種機制鼓勵最快的 Prover 并行生成其他區塊的證明，以最大化利潤。

Source:=nil;=nil; 提供了構建電路和證明市場的通用化服務。構建電路的開發者和生成證明的 Prover 各自獲得一部分收入。

作為一個開放市場，=nil; 與現貨市場類似，有兩方角色：證明請求者和證明生產者。前者可以發布買單，后者可以發布賣單。掛單的參數包含 Statement （如 Mina 或 Solana 的狀態證明電路）、成本、訂單超時時限和證明生成時間。

=nil; 也采用了類似的聲譽系統，沒有按時生成證明和生成錯誤證明的 Prover 會被降低評級甚至罰沒。

Scroll 和 =nil; 都采用了 Staking-slashing 和聲譽系統的設計，區別在于面向的需求端群體不同。前者服務于 ZKRollup 本身，后者服務于多個 ZK 應用。這兩個實例分別對應內部構建 Prover 和外包 Prover 的兩種形式。

綜合以上討論，筆者提出幾個觀點：

交易費用是簡單有效的商業模式，而 Rollup 對以太坊進行擴容的主要賣點之一就是低費用，因此它們在交易費用上面并不會做太多文章。隨著 EIP-4844 的采用和各類 DA 方案的成熟（Celestia、EigenDA 等），Rollup 交易費用將進一步得到降低。這對用戶而言是好事情。

在 Rollup 方面，筆者認為，主流 Rollup 在兩到三年內會逐漸走向 DS，一些長尾 Rollup 可能更快一步。MEV 作為較隱晦的商業模式，會成為 Rollup 收入的主要增長點。其中，如果內部構建 DS，則關系到代幣經濟學設計；如果選用 DS & SS ，如何對其中的 MEV 進行合理分配是 Rollup 和 DS & SS 項目都需要考慮的點。Rollup 上的 MEV 重要性目前被嚴重低估。

去中心化往往是漸進式的過程，去中心化也有不同的程度。無論去中心化 Sequencer 或是 Prover，主要有兩種選項：由團隊進行內部構建或外包。前者的設計空間較為廣闊，主要建立在 Staking-slashing 的加密經濟原語之上，已經有一些成熟的機制設計可供參考。筆者猜測后者可能依賴于類似 DA 的付費模型。

DS 在機制設計上可能是更復雜的，而 Prover 相對直觀。因為我們很難說 Sequencer 返回的交易序列是正確或錯誤的，而數學證明是確定性的東西，可以定量地被衡量，例如時間、成本等參數。DS 更多是從 MEV 經濟的角度出發去考慮。

Rollup 如何選擇上述兩種方式，根據項目所處階段不同有所差異，至少需要考慮資本效率、開發者資源等因素。對于早期的 Rollup，包括一些 App-specific Rollup，外包這項去中心化的工作，快速進行 Bootstrap 可能是最優解（通過 DS & SS 或 EigenLayer）。而相對成熟的 Rollup 一方面有更加充足的開發者資源和資金，另一方面會更多地考慮代幣價值捕獲和資源連接，并借此構建護城河和飛輪效應。

Reference

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2.https://mirror.xyz/0x59567ea31347ba1430939E8a8aC58fDa014aBed9/I12E6Jf9X6HE_DuegZG4gmy8j-4RGAX4AdMZ71MnANY

3.https://figmentcapital.medium.com/decentralized-proving-proof-markets-and-zk-infrastructure-f4cce2c58596

4.https://dba.mirror.xyz/LYUb_Y2huJhNUw_z8ltqui2d6KY8Fc3t_cnSE9rDL_o

5.https://hackmd.io/@EspressoSystems/EspressoSequencer

6.https://mirror.xyz/electriccap.eth/SD0wT7qSSfis9gLT_Ki1gY6_oTYEqgwcGE0hDw7kMDY

7.https://hackmd.io/@yezhang/SkmyXzWMY

8.https://nil.foundation/

9.https://fuel-labs.ghost.io/token-model-layer-2-block-production/

10.https://offchain.medium.com/time-boost-a-new-transaction-ordering-policy-for-arbitrum-5b3066382d62

11.https://docs.google.com/presentation/d/1KCcJv5m8NlbSMv4UiWSaRkKOBfiiHeaOBe444vVL_fQ/edit#slide=id.g22387294055_1_237

12.https://forum.celestia.org/t/ethereum-rollup-call-data-pricing-analysis/141

13.https://ethresear.ch/t/mev-auction-auctioning-transaction-ordering-rights-as-a-solution-to-miner-extractable-value/6788?ref=alex-beckett

14.https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

15.https://twitter.com/sreeramkannan/thread/1637496244317880321

16.https://twitter.com/jon_charb/thread/1637488620729774080

17.https://barnabe.substack.com/p/understanding-rollup-economics-from

18.https://developer.arbitrum.io/intro/

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