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从第一性原理出发理解Rollup经济学

时间:2022-06-23 20:07人气:来源: www.gelacnail.com

注:原文作者Barnabé Monnot是ETH基金会的研究科学家,他的研究方向是算法博弈论、大型系统与加密经济学。

Rollup是一种引人入胜的原语,它们将成为ETH的最佳选择扩容方法,并为其运营提供广阔的设计空间。在所有方面,rollup扩展了基础层协议,保留了它的大多数属性。要紧的是能保证链下实行的正确性,与实行背后数据的可用性。而怎么样达成两者都取决于设计者。

近期,我开始对rollup的经济学角度有兴趣,而这不止是一个理论上的问题。基础层的成本非常高,大家应该积极努力提供用户可负担得起的价格进行买卖的空间。更好的经济学,意味着更好的定价,也意味着用户们会更快乐。

那样,大家应该怎么样具体考虑 rollup 的经济学呢?大家将第一确定在rollup系统中交互的各方、他们的角色和职责。完成这个步骤后,大家梳理了rollup系统的各种本钱、收入和成本,为大家提供了怎么样驾驭这一广阔设计空间的线索。

为了容易起见,大家将考虑三种不一样的角色:

大家的扩容故事当中的三个角色:用户在 L2 上进行买卖,rollup运营商在用户和基础层之间作为一个接口,而最后的数据发布到基础层

在这篇文章中,大家使用rollup的“系统”视图,重点关注本钱、收入和成本。运行一个系统会产生本钱,即所谓的“能量沉没本钱”,容易说就是从系统内部流向外部的价值。这个系统还或许会获得收入,这是相反的,大家称之为“能量出处”,容易说就是从系统外部流向内部的价值。而成本将“出处”和“沉没本钱”连接在一块,在整个系统组件中转移价值,以便每一个组件都能适合地实行其功能。

比如,在之前关于 EIP-1559 的文章‌中,我讲解了怎么样分解用户支付的买卖成本:

好消息是,大家将用一些相同的办法来认识rollup本钱。 EIP-1559 本钱只涉及到两方:用户和基础层。而对于不一样的构造和坐落于用户和基础层之间的运营商,大家需要将运营商的特定本钱与基础层的特定本钱离别,大家将在以下的部分讨论这点。

Rollup需要找到想花费计算资源来处置Rollup数据的运营商,即他们要维护一个tx池、序列批处置、计算状况根/状况差异/有效性证明等。这是一项有形本钱,量化了运营商背后运行基础设施所需的USD本钱。

在数据发布本钱这一点,是值得花时间讨论的,由于这确实是rollup经济中的新本钱。一旦运营商聚合了足够大的tx集,他们就需要将该tx集的压缩摘要发布到基础层。现在,这并非以一种特别高雅的方法完成的:数据发布只不过将其发布为“CALLDATA”,这是一种允许发送方添加任意字节序列的tx属性。

一般 CALLDATA 保存对买卖调用的智能合约办法的引用,与该办法的输入。将rollup运营商视为调用 L1“rollup链“智能合约的某些“registerCompressedData”办法或许会有所帮助,其中表示压缩买卖的字节blob作为其参数。这是 Optimism 的“规范买卖链”合约的一个例子‌。

用户发送常规买卖,运营商将其压缩并发布到基础层的rollup链智能合约

发布数据的本钱,是由基础层承担的,为了在ETH上发布数据,目前数据的市场价格由EIP-1559 管理,其中 CALLDATA 的每一个非零字节消耗 16 gas,而每一个零字节消耗4 gas。对于多维EIP-1559,比如,正如Vitalik提出的容易Sharding-format blob-carrying transactions,CALLDATA 的价格可以在其我们的 EIP-1559 市场上找到,将数据市场与传统实行市场分开定价。

除去上面提到的两个本钱以外,还有第三个更无形的本钱。每当rollup总区块空间的提供没办法满足现有市场需要时,就需要对稀缺资源进行分配。对于时间不敏锐的用户,他们仅需正常排队即可,拥挤的系统对他们不会导致价值损失,但当用户产生等待本钱时,他们就会尽可能降低延迟,对于排在队列后面的用户,他们的福利降低是整个Rollup系统的一个本钱。

一般情况下,系统会依赖成本市场来对稀缺资源进行分配,使本钱明确。假如没成本市场或某种形式的拥堵定价,用户要么“准时支付”,要么贿赂链外的区块建议者以供纳入,要么反复重新发送其买卖,以保证其中一笔买卖被使用。在所有这类状况下,用户都通过消耗资源来预防这种损失。

目前大家已经了解了Rollup的本钱,大家将尝试对系统收入进行剖析。这里大家区别了两个主要出处:买卖价值与发行。

用户通过Rollup而不是其他方法进行买卖,因此他们筹备为服务支付成本。这里的价值是指用户通过将他们的买卖包括在Rollup中而获得的功用。为了纳入Rollup,假如我有50USD的效应费,而最后我支付了2USD,那我剩余的价值为48USD。无论是哪个在收取成本,他的收入都是2USD,但从rollup系统的角度来看,初始的流入价值是50USD。

第二,当买卖包括正MEV时,比如,买卖是某笔 DEX 上的三明治swap买卖,这个数目就会被添加到大家的买卖价值定义中。在这一点上,哪个接收这笔价值并无关紧要。这里唯一要紧的是,大家的初始买卖给整个系统带来的价值,要比原始用户从中获得的价值要多。凭此,大家可得出:

第二个收入出处是发行。在基础层,区块生产者以新铸造代币的形式获得收入,这是互联网的原生加密货币。这种收入抵消了区块生产者的基础设施本钱,只须是有利可图的,就会有更多的区块生产者加入。

假设rollup可以铸造我们的token,并且这种token具备价值,那样这个rollup或许会通过发行新代币来支付运营成本。这里的模型愈加模糊,有多种方法将收入出处用于rollup本钱。目前,让大家仅考虑大概发行有价值的代币,并通过这一行为给系统带来更多价值。

总而言之,一个rollup系统包括了三方:用户、rollup运营商与基础层。运行系统会产生三种本钱:运营本钱、基础层数据发布本钱与拥堵本钱。而系统有两种收入方法:买卖价值与发行。

那目前,这就成了一个匹配游戏,哪个在支付,与什么时间支付。有的配对是比较容易分的,譬如rollup运营商需要向基础层支付L1数据发布费,他们需要在发布数据时根据基础层所报的价格支付成本。

当成本是动态的,定价是通过成本市场时,L2拥堵本钱也是即时的。用户察看目前市场对rollup区块空间的需要,并依据可用提供调整他们的成本。比如,rollup可能期望在其互联网上部署一个EIP-1559风格的市场机制,来管理 L2 买卖的包括。然后可以用L2基本成本,便捷用户估计目前L2拥堵本钱。

系统全视图,流入代表收入,流出代表本钱,成本在各方之间转移价值。

让大家为系统添加一个新的约束条件:运营商预算平衡。大家假设rollup运营商不可以亏本运营,即他们需要至少获得等于或大于其本钱的收入。当然,这个假设可能并不是一直成立的,但对我来讲,假如大家关心运营商的去中心化,这对我来讲好像是非常重要的。亏本运营的运营商,或许会排除资本不足的参与者,并限制运营商的数目。而运营商数目较少,会减少抗审查性保证,在最坏的状况下,用户需要强制通过基础层完成买卖,并因此产生高额成本。

而发行代币,作为一个松弛变量可以派上用场,它可以确保预算平衡。每当运营商“太无利可图”时,他们就会离开系统,这会增加剩余运营商收到的代币份额,直到第三达成平衡。或者,当运营商“收益太高”时,新进入者会竞相推荐收益,直到运营商第三达成预算平衡。

用预算平衡规则,大家需要考虑运营商怎么样维持非负平衡。他们的本金流出是可变的,并与本金流入分开收取。大家假设运营商完全知道他们的 L2 运营商本钱,并在买卖时向用户报出准确的价格。但他们应该怎么样向用户报出最后的 L1 数据发布本钱,并在之后达成呢?

现在,rollup应用启发式办法来对冲L1数据发布本钱的可变性。在一个例子中,rollup察看目前的L1基本成本,并在速率上加一个额外的缓冲区,提前向用户多收取成本,以防运营商将来发布数据时需要支付更多成本。另一种办法是依据 L1 基础成本的运行平均值向用户收取成本,以平衡长期波动。

在我看来,自然的解决方法是调用衍生工具,比如容易的L1 basefee将来合约‌。在买卖时,向用户收取成本,以支付锁定基础层上发布数据的将来价格的本钱。通过降低悲观的超额支付,节省的成本会转嫁给用户。研究此类衍生品的优化设计,现在仍然是一个开放式问题。

用户在买卖时向运营商付款,但运营商需要根据基础层的价格支付数据发布成本,这是可变的

假设用户进行买卖时,rollup完全可以为拥堵本钱定价,那样目前就有了拥堵成本形式的收入。现在,在ETH的底层,这类成本是被燃烧掉的。如此做的第一个缘由是勉励相容性:假如拥堵成本返还给区块生产者,那样协议基础成本将不再有约束力,这破坏了EIP-1559的作用。但燃烧并非维持勉励相容性的唯一选择。

有人建议,将所有“rollup排气”成本,即因经济外部性而产生的成本,直接用于公共商品筹资。这是一个很好的解决方法,城市拥堵定价一般是为了改变公共交通系统,也就是说,它是用于补偿负外部性的资金,当对其进行相应定价时,可以提供这种收入。

请注意,我把MEV也放进来了……大家为何要像考虑拥堵成本一样考虑MEV呢?第一,由于与拥堵一样,MEV也是一种外部性。发起一笔携带 MEV 买卖的容易行为,为那些可以捕获它的人创造了积极的外部性。而外部性是“不匹配的价值”,也就是说,它们产生于一些原始的经济活动,这类活动平衡了有用的工作和该工作的报酬,但它们在过程中产生或破坏了一些额外的价值。

这在 MEV 竞拍的定义中得到了最了解的讲解。在这种设计中,运营商依据他们可以从中提取多少价值,来角逐制作区块的权利。这种价值定义中隐含的是拥堵本钱,用户通过相互竞标来表达。再一次,假设不允许运营商亏本运营,他们的出价需要反映他们从区块中提取价值的真实能力,即运营商将出价其批次中的用户成本加上他们从批次中提取的MEV。同时,假设所有运营商需要支付同等金额的L2运营本钱,并且L1数据发布本钱准确地向用户收取,大家得到:

在一个运营商在有效市场中角逐,以取得提出区块权利的世界中,运营商需要以竞标的方法放弃全部收益,也就是说,他们在批处置中可用的拥堵成本和MEV。这就是“滑入”系统的价值:第一来自用户预防因拥堵而导致的损失,第二来自初始买卖引起的连锁反应。这个价值刚开始就不是其他人的,那样为何不应该以某种方法捕获和重新分配它呢?

这篇文章做了不少假设,比如,我假设了“运营商预算平衡”,由于我觉得社区应考虑以批判的见地来看待亏损运营的rollup,这意味着系统不会是去中心化的。发行代币能够帮助重建预算平衡,尽管它依靠于外部价格信号来协调运营商的勉励手段。在这种看法下,运营商最好尽量精确地定价,比如他们的 L2 运营商本钱与L1数据发布本钱。这防止了将来收入不匹配的状况,即运营商期望更高的代币价格来覆盖其运营。

但这并非在倡导一种特定形式的rollup 经济学,设计空间仍然是打开的。拆解L2运营商本钱,揭示了大家在此尚未探索的更多复杂性,比如,支持去中心化基础设施的市场机构为 zk-rollup生成有效性证明。关注rollup 中特定种类的用户,比如从 L2 到 L1 或跨 L2 桥的迅速提款服务,也将揭示用户需要的不同方面。有了关于本钱、收入与成本的明确定义,目前大家就有望更容易地判断rollup应达成的结果和业务目的,与达成这类目的的办法。

其他资源:

1、John Adler写作的《等等,这都是关于资源定价‌?》,这为L2 运营商本钱,与实行和数据可用性本钱的可离别性提供了更多背景信息。

2、Patrick McCorry、Chris Buckland、Bennet Yee与Dawn Song写作的论文《SoK: Validating Bridges as a Scaling Solution for Blockchains》

很感谢 Anders Elowsson、Vitalik Buterin、Fred Lacs 与 Alex Obadia 提供了很多有用的评论。