Roll-up 经济学:我们高估了 EIP-4844 对可扩展性的影响

    作者:0xfan,SmartiLab;编译:PengSUN,ForesightNewsTL;DR:1.我们通过两种计算方法来评估实施EIP-4844后可能会减少的Gas费、TPS(每秒交易量)和容纳Rollups的能力。2.据估算,在Calldata大小分别为10KB和2KB的情况下,EIP-4844可能会容纳更多的Calldata,从38倍到192倍不等。由于能在同一区块内容纳更多Calldata,每单位Calldata的成本也会相应降低。3.假设每个Rollup的Calldata大小统一为2KB,则EIP-4844最多只能容纳384个Rollup。4.在正常情况下(即区块达到目标大小时),以太坊将通过EIP-4844达到175TPS,最高可达350。5.与普遍看法相反,仅仅依靠EIP-4844还不足以让以太坊显著提高可扩展性。6.利用替代的DA层(如Celestia)或DAC(如zkPorter),提高L2交易数据的压缩率以及增加zkRollups的比例都会对进一步提高以太坊可扩展性产生重要影响。Proto-danksharding(也就是EIP-4844)提议实现Danksharding未来可能使用的大部分逻辑和规则。目前,由于L1上的存储成本较高,导致L2的过渡费也比较高。为了解决这个问题,EIP-4844引入了一种新的数据类型Blob,它比calldata更便宜、更大,为rollup数据存储提供了另一种方式。

    随着EIP-4844即将推出,L2定序器或许会获得更高的利润。这是因为定序器负责将交易批量导入L1并支付数据费用,而定序器支付的L1数据费用将大幅降低。低交易费有可能通过增加L2上订单数产生更多的MEV。坎昆升级将包含EIP-4844,但目前还没有确切的升级时间。以太坊基金会研究团队表示,坎昆升级可能会在10月底上线。不过,更有可能是在2024年第一季度前后上线。那么,EIP-4844究竟能在多大程度上降低交易费用?目前,L2交易费主要由两部分组成:Rollup成本:将交易打包、提交并存储在以太坊上的成本。执行(Execution)成本:在L2上运行交易的成本L2TransactionFee=RollupCosts+ExecutionCosts=[L1GasPrice*(Calldata+FixedOverhead)]+[L2GasPrice*L2GasUsed]以Optimism为例,目前,总交易费的近80%来自于L1的存储成本(即Calldata成本)。我们暂时忽略其他费用的影响,并提出两种方法来估算EIP-4844后L2交易费用可能会降低多少。

    在EIP-4844中,提案实施后,每个Blob的大小为128KB,每个Blob消耗131,072Gas。因此,平均每个Blob数据字节将消耗128*1024/131,072=1Gas。相比之下,目前存储单个Calldata字节需要消耗16Gas。这表明,L2交易的存储成本将降低16倍。不过,这种方法只比较了每个字节的存储成本,并未考虑区块的总Gas容量。由于EIP-4844之后单个区块可携带的Gas总量可能会发生变化,因此L2交易存储成本可能降低不止16倍。第二种方法会考虑区块大小,并检查当前Calldata在不同区块大小下的容纳次数。根据当前参数,在目标区块大小的场景下,一个区块可容纳3个Blob(0.375MB),最多可容纳6个Blob(0.75MB)。考虑到当前每个区块的Calldata占用约2-10KB,在EIP-4844之后,最多可容纳0.75*1024/2=384倍的Calldata。但是,随着区块大小从目标值增至最大值,Gas价格呈指数增长。

    因此,在更常见的情况下(即区块达到目标大小时),EIP-4844可容纳的Calldata分别是10KB和2KBCalldata的38-192倍。由于区块内Calldata的容量增加,Calldata的存储成本也会相应降低。因此,L2交易的成本也会相应降低。此外,假设每个Rollup的Calldata大小统一为2KB,那么EIP-4844最多只能容纳384个Rollup。这并没有达到很多人设想的数千个Rollup。据此,我们还可以得出以太坊在EIP-4844之后可以实现的TPS数量级。目前,平均一笔L2交易在L1上需要花费大约3000Gas的Calldata。考虑到Calldata每个字节的Gas成本为16,这表明L1上每笔L2交易约为187字节。EIP-4844之后,目标区块大小为0.375MB,以太坊每12秒生成一个区块。因此,每秒可用空间为0.375/12*1024=32KB,可容纳32*1024/187=175笔交易。

    因此,在正常情况下(即区块达到目标大小时),以太坊在EIP-4844升级之后的TPS应为175,最高可达350。虽然更高的TPS可以提高效率,但值得注意的是,即使实施了EIP-4844,以太坊依然比不上Visa,后者目前的TPS高达1700。这种差距仍可能会导致L1和L2网络拥堵,尤其是在高需求场景下。因此,仅仅依靠EIP-4844还不足以让以太坊实现更大的可扩展性。我们仍然需要一个更具成本效益和效率的数据可用性解决方案来存储更多Calldata(譬如Celestia等DA层或zkPorter等DAC),它们对于实现可扩展性仍然至关重要。最后,L2交易的压缩率会直接影响存储在L1中的Calldata大小。压缩率越高,所需的L1费用就越低。随着zkRollup不断发展,需要存储在L1上的数据量会越来越少,也更有利于提高以太坊的可扩展性。因为zkRollup与OptimisticRollup不同,zkRollup只需要存储状态变化而不是整个交易。结论在本文中,我们使用两种不同得计算方法来评估实施EIP-4844后可能减少的Gas费、TPS(每秒交易量)和容纳Rollup的能力。结果表明,假设每个Rollup的Calldata大小统一为2KB,EIP-4844最多只能支持不到400个Rollup。这与许多人预期的数千个Rollup的需求相差甚远。利用替代的DA层或DAC、提高L2交易数据的压缩率以及增加zkRollups的比例都会对进一步提高以太坊可扩展性产生重要影响。