Roll-up 經濟學：高估了EIP-4844 對可擴展性的影響

作者：0xfan，Smarti Lab；編譯：Peng SUN，Foresight News

TL;博士：

1. 我們透過兩種計算方法來評估實施EIP-4844 後可能會減少的Gas 費、TPS（每秒交易量）和容納Rollups 的能力。

2. 據估算，在Calldata 大小分別為10KB 和2KB 的情況下，EIP-4844 可能會容納更多的Calldata，從38 倍到192 倍不等。由於能在同一區塊內容納更多Calldata，每單位Calldata 的成本也會隨之降低。

3. 假設每個Rollup 的Calldata 大小統一為2KB，則EIP-4844 最多只能容納384 個Rollup。

4. 在正常情況下（即區塊達到目標大小時），以太坊將透過EIP-4844 達到175 TPS，最高可達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 層（如Celestia）或DAC（如zkPorter），提高L2 交易資料的壓縮率以及增加zk Rollups 的比例都會對進一步提高以太坊可擴展性產生重要影響。

Proto-danksharding（也就是EIP-4844）提議實現Danksharding 未來可能使用的大部分邏輯和規則。目前，由於L1 上的儲存成本較高，導致L2 的過渡費也比較高。為了解決這個問題，EIP-4844 引入了一種新的資料類型Blob，它比calldata 更便宜、更大，為rollup 資料儲存提供了另一種方式。

隨著EIP-4844 即將推出，L2 定序器或許會獲得更高的利潤。這是因為定序器負責將交易批量匯入L1 並支付資料費用，而定序器支付的L1 資料費用將大幅降低。低交易費有可能透過增加L2 上訂單數產生更多的MEV。

坎昆升級將包含EIP-4844，但目前還沒有確切的升級時間。以太坊基金會研究團隊表示，坎昆升級可能在10 月底上線。不過，更有可能是在2024 年第一季前後上線。

**那麼，EIP-4844 究竟能在多大程度上降低交易費用？ **目前，L2 交易費主要由兩部分組成：

• Rollup 成本：將交易打包、提交並儲存在以太坊上的成本。
• 執行（ution）成本：在L2 上運行交易的成本

L2 交易費用 = 總計成本 + 執行成本

= [ L1 Gas 價格 * (Calldata + 固定開銷) ] + [ L2 Gas 價格 * 使用的 L2 Gas ]

以Optimism 為例，目前，總交易費用的近80% 來自於L1 的儲存成本（即Calldata 成本）。我們暫時忽略其他費用的影響，並提出兩種方法來估算EIP-4844 後L2 交易費用可能會降低多少。

在EIP-4844 中，提案實施後，每個Blob 的大小為128KB，每個Blob 消耗131,072 Gas。因此，平均每個Blob 資料位元組將消耗128 * 1024 / 131,072 = 1 Gas。相較之下，目前儲存單一Calldata 位元組需要消耗16 Gas。這表明，L2 交易的儲存成本將降低16 倍。

不過，這種方法只比較了每個位元組的儲存成本，並未考慮區塊的總Gas 容量。由於EIP-4844 之後單一區塊可攜帶的Gas 總量可能會發生變化，因此L2 交易儲存成本可能降低不只16 倍。

第二種方法會考慮區塊大小，並檢查目前Calldata 在不同區塊大小下的容納次數。根據目前參數，在目標區塊大小的場景下，一個區塊可容納3 個Blob（0.375MB），最多可容納6 個Blob（0.75MB）。考慮到目前每個區塊的Calldata 佔用約2-10KB，在EIP-4844 之後，最多可容納0.75 * 1024 / 2 = 384 倍的Calldata。

但是，隨著區塊大小從目標值增加到最大值，Gas 價格呈指數增長。因此，**在較常見的情況下（即當區塊達到目標大小時），EIP-4844 可容納的Calldata 分別是10KB 和2KB Calldata 的38 - 192 倍。 **由於區塊內Calldata 的容量增加，Calldata 的儲存成本也會隨之降低。因此，L2 交易的成本也會隨之降低。

此外，假設每個Rollup 的Calldata 大小統一為2KB，那麼EIP-4844 最多只能容納384 個Rollup。這並沒有達到許多人設想的數千個Rollup。

據此，我們也可以得出以太坊在EIP-4844 之後可以實現的TPS 數量級。目前，平均一筆L2 交易在L1 上需要花費約3000 Gas 的Calldata。考慮到Calldata 每個位元組的Gas 成本為16，這表示L1 上每筆L2 交易約為187 位元組。

EIP-4844 之後，目標區塊大小為0.375 MB，以太坊每12 秒產生一個區塊。因此，每秒可用空間為0.375 / 12 * 1024 = 32 KB，可容納32 * 1024 / 187 = 175 筆交易。因此，在正常情況下（即區塊達到目標大小時），以太坊在EIP-4844 升級後的TPS 應為175，最高可達350。

雖然更高的TPS 可以提高效率，但值得注意的是，即使實施了EIP-4844，以太坊仍然比不上Visa，後者目前的TPS 高達1700。這種差距仍可能導致L1 和L2 網路擁堵，尤其是在高需求情境下。

**因此，僅依靠EIP-4844 還不足以讓以太坊實現更大的可擴展性。 **我們仍然需要一個更具成本效益和效率的資料可用性解決方案來儲存更多Calldata（譬如Celestia 等DA 層或zkPorter 等DAC），它們對於實現可擴展性仍然至關重要。

最後，L2 交易的壓縮率會直接影響儲存在L1 中的Calldata 大小。壓縮率越高，所需的L1 費用就越低。隨著zkRollup 不斷發展，需要儲存在L1 上的資料量會越來越少，也更有利於提高以太坊的可擴展性。因為zkRollup 與Optimistic Rollup 不同，zkRollup 只需要儲存狀態變化而不是整個交易。

結論

在本文中，我們使用兩種不同得計算方法來評估實施EIP-4844 後可能減少的Gas 費、TPS（每秒交易量）和容納Rollup 的能力。結果表明，假設每個Rollup 的Calldata 大小統一為2KB，EIP-4844 最多只能支援不到400 個Rollup。這與許多人預期的數千個Rollup 的需求相差甚遠。利用替代的DA 層或DAC、提高L2 交易資料的壓縮率以及增加zk Rollups 的比例都會對進一步提高以太坊可擴展性產生重要影響。