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GAS:一文对比Layer2四大解决方案的交易成本_TROLLBNB

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时间:1900/1/1 0:00:00

作者:Xiang|W3.Hitchhiker

修订:Marina、Evelyn|W3.Hitchhiker

随着以太坊的兴起,我们看到了去中心化金融?(DeFi)的高速发展,以及现在非同质化代币(NFT)的爆炸式增长。然而,以太坊每秒只能处理不到20笔交易,由于以太坊网络拥堵导致gasfee大幅上涨。在更广泛地有效采用这些网络之前,无疑需要更高的吞吐量和更便宜的费用。但ETH?2.0的扩容还需时间,在中短期内Layer2的解决方案能够解决主要网络面临的低效率问题,同时仍能保持以太坊区块链的完整性。

Layer2值得关注的原因如下:

Layer2网络将会更快、更便宜,能够让更多用户得以进入以太坊生态;

提前参与Layer2网络的激励,能够获得奖励;

在Layer2发展的预期下,用户可将资产迁移至二层网络上,将会有很大概率获得空投;

因此,Layer2也是今年最重要的看点之一。对于用户来说,除了体验舒适之外,最关心的还是交易成本。本文从对比Layer2各种解决方案的交易成本出发,方便各位读者能够更加清晰的了解到每个解决方案的优劣势。

一、Layer2的扩容技术

据L2BEAT的数据显示,当前layer2共计19个项目,总TVL从2021年初的$48.2M增长到$5.63B,总TVL涨幅达11580%。Layer2的快速增长与资本涌入、背后的技术方案调整有着密切的关系。

目前主要有四种技术方案:OptimisticRollup、ZKRollup、Plasma、Validium。

二、各解决方案的Gas费用

四大方案各自费用

??计算方法

富达、景顺和VanEck等公司已重新申请现货比特币ETF:金色财经报道,富达投资(Fidelity Investments)、Invesco(景顺)、VanEck、21Shares 和 WisdomTree 重新申请现货比特币 ETF,在申请文件中增加了一些新的细节。周五重新提交的五家公司都表示,Coinbase Global Inc.将提供市场监督以支持其资金(此前申请文件未提及)。

彭博社援引一位知情人士称,Coinbase 还将为其他拟议的基金发行人提供各种服务,包括贝莱德、Valkyrie 和 Bitwise。在最近的一份文件中,21Shares 表示 Coinbase 也将提供托管服务。其他发行人拒绝确认 Coinbase 是否会参与其中。[2023/7/1 22:11:37]

如上图,普通转账eth需要字节数112左右,ZK压缩为12个字节,op系压缩为78.4,假设swap转账需要字节数约180左右,ZK压缩为14个字节,op系压缩为126个字节。

在现有的以太坊链上,gas上限为3000万,交易中每个非0字节的calldata数据需要16个gas,0字节需要4个gas。如果ZK占领了以太坊所有的区块空间,忽略0字节的数量。

那么该批次可以有=1,843,750字节的数据。如上所示,每次用户操作的ETH转账汇总只需要12个字节,这意味着该批次最多可以包含153,645笔交易。在13秒的平均出块时间下,这转化为~11,818TPS。

由上可知ZKRollup转账eth的可扩展性提高了100+倍,而zk最大优势不在于转账eth,相比转账erc20的合约代币,与uniswap交易来算,主网消耗的gaslimit的更多,ZKRollup压缩的性价比也越高,ZKRollup相比主网的uniswap交易拓展可提高400+倍。

同理,也可计算Optimistic系的扩展性与极限tps。

注意:EIP-4488、EIP-4844将对rollup的成本大幅降低。

AI Meta Club推出AI生成图片功能,并将五月底首发治理代币$AMC:据官方Twitter消息,AI Meta Club(AMC)今日推出了Text 2 Image的功能,用户可以在社群通过“draw”命令AI来作画,这是首个达成AI生成图片的Web3-native项目。此外,AI Meta Club还将推出更多AIGC的工具。该项目之前因利用AI学习马斯克前女友Grimes的声音,并在Twitter发布Grimes的说唱而知名。AI Meta Club将于五月底首发治理代币$AMC。[2023/5/16 15:05:57]

1、ZKRollup的交易费用

在zkSync中,每笔交易的成本有两个组成部分:

链下部分:状态存储和SNARK生成的成本。

链上部分:对于每个zkSync区块,验证者必须支付以太坊gas来验证SNARK,另外每笔交易额外支付约0.4kgas来发布状态?。

交易费用地板价

ZKrollup的交易地板价依赖于eth主网gas的费用。

链上gasfee=每wei的价格*交易大小*gas的费用*代币的风险系数

ZKRollup是不是用得多费用越低OP,AR是有类似这样的机制?用户的状态数更新,用户用的越多,ZK支付给layer1层的Gas费用是会相对变少,但是并未平摊至用户。

链下部分:?SNARK生成的成本。这部分依赖于硬件资源的使用,因此是不变的。我们的估计每次转账基准约为0.001美元。

实际大小=(zkp_cost_chunk*op_chunks)*token_usd_risk;普通交易的链下gas成本=0.001*2*1=0.002u交易接收者为新地址的链下gas成本=0.001*6*1=0.006uswap的链下gas成本=0.001*5*1=0.005u

过去一周CircleUSDC流通量减少5亿美元:金色财经报道,据官方消息,9月15日至9月22日期间,Circle共发行18亿美元USDC,赎回22美元USDC,USDC流通量减少5亿美元。截至9月22日,USDC总流通量为500亿美元,储备量为501亿美元,其中现金116亿美元,短期美国国债385亿美元。[2022/9/24 7:18:52]

??验证流程参考下方代码块:

链上部分:对于每个?zkSync?区块,验证者必须支付以太坊gas来验证SNARK,另外每笔交易额外支付约0.4kgas来发布状态。链上部分是一个变量,取决于以太坊网络中当前的gas价格。但是,这部分比普通ETH/ERC20转账的成本要便宜几个数量级。

实际大小=每wei的价格*交易大小*gas的费用*当前gas价格*代币????的风险系数???=wei_price_usd*gas_tx_amount*scale_gas_price*token_usd_risk

假设ETH价格为2500u,当前gas价格为30Gwei

普通交易的链上gas成本=2500/10^18*(0+300+2002)(30*10^9)1.31=0.068u交易接收者为新地址的链上gas成本=2500/10^18*(0+940+2006)(30*10^9)1.31=0.20865u

假设eth价格为2500u,当前gas价格为30Gwei

Bakkt 任命 Karen Alexander 为首席财务官:金色财经报道,数字资产平台Bakkt Holdings,Inc.(NYSE:BKKT)宣布,Karen Alexander被任命为Bakkt的首席财务官。Alexander女士于2022年5月23日担任临时首席财务官,此前曾担任Bakkt的首席会计官。(businesswire)[2022/8/11 12:17:06]

普通交易的链上gas成本=2500/10^18*(0+300+200*2)*(30*10^9)*1.3*1=0.068u交易接收者为新地址的链上gas成本=2500/10^18*(0+940+200*6)*(30*10^9)*1.3*1=0.20865u

??

swap的gas_tx_amount=链上验证成本+提交成本+Chunk*SwapChunk参数swap的链上成本=2500/(10^18)*(0+710+200*5)*(30*10^9)*1.3*1=0.1667u

??验证流程如下:

Gitcoin将于8月8日至8月23日举办线上黑客松Money Legos Hackathon:7月28日消息,Gitcoin宣布将于8月8日至8月23日举办线上黑客松Money Legos Hackathon,旨在帮助构建去中心化的未来,让Web3公司重新构想保险和贷款等领域让资金发挥作用,同时加速开发者生态系统的发展等。[2022/7/28 2:43:33]

总成本=链上+链下

普通交易总成本=0.002+0.068=0.07u

交易接收者为新地址的总成本=0.005+0.20865=0.21365u

swap总成本=0.005+0.1667=0.1672u

影响地板价的因素

Rollup的交易地板价依赖于ETH主网calldata的费用。

ETH的gas的相关处于草案阶段的EIP主要为EIP4488,该方案将calldata非0字节数据由16gas降低至3gas,对layer2TPS的影响较大,利好layer2的Rollup,可以大大降低Rollup主网的交易成本,非0字节的数据可以降低为当前的1/5的成本不到,0字节的也可以微微降低。

费用支付方式

zkSync中的转账天然支持“无气体交易”:用户在被转账的代币中支付交易费用。因此,例如,如果您想交易DAI?稳定币,您无需拥有ETH或任何其他代币。只需支付一小部分DAI的费用。

2、zkPorter的交易费用

目前github无zkPorter相关代码,由于zkPorter不需要链上数据可用性,预计成本将大大降低。

主要为链下成本,交易可以控制在1到3美分的恒定费用。引用自官方文档。

在zkSync2.0中,L2状态将分为2个方面:具有链上数据可用性的ZKRollup和具有链下数据可用性的zkPorter。

这两部分将是可组合和可互操作的:ZKRollup端的合约和账户将能够与zkPorter端的账户无缝交互。

从用户的角度来看,唯一明显的区别是zkPorter账户的费用减少了100倍。

想象一下应用场景:Uniswap?在ZKRollup端部署他们的智能合约,zkPorter账户可以以低于0.03美元的费用进行swap。zkPorter账户可以在Uniswap合约上进行数千次交换,但只需将一次更新发布到以太坊。

zkPorter账户的数据可用性将由zkSync代币持有者保护。他们将通过签署区块来跟踪zkPorter端的状态,以确认zkPorter帐户的数据可用性。

监护人使用zkSync代币参与权益证明(PoS),因此任何数据可用性故障都将导致他们被削减。这为数据可用性提供了加密经济保证。需要注意的是,zkSync中的PoS比侧链等其他系统中的PoS?安全得多。这是因为zkSync监护人本质上是无法窃取资金。他们只能冻结zkPorter状态。每个用户都可以自由选择自己的安全阈值。任何想要所有链上可用数据的用户都可以完全留在Rollup,使用ZKRollup账号。

zksync2.0主网上线时间

根据官方文档2022年1月31日的文章内容可得知,6个月内,zkPorter将与zksync2.0一起上线主网。

3、Arbitrum?Gas机制

Arbgas费用将根据用户与Arbitrum的交互方式而有所不同,但下表可用作一般参考:

??部分代码:

4、optimismGas机制

optimism交易中的两个成本来源:L2执行费和L1数据/安全费。

L2执行费

就像在以太坊上一样,Optimism?上的交易必须为他们使用的计算量和存储量支付gas。每笔L2交易都会支付一定的执行费用,等于交易使用的gas数量乘以交易附带的gas价格。这也是以太坊的收费方式。

这是公式:

l2_execution_fee=transaction_gas_price*l2_gas_used

使用的L2气体量取决于您尝试发送的特定交易,交易在Optimism上使用的gas量通常与在Ethereum上的大致相同。

L1数据费

Optimism与以太坊不同,因为Optimism上的所有交易也都发布到以太坊。此步骤对于Optimism的安全属性至关重要,因为这意味着同步Optimism节点所需的所有数据始终在以太坊上公开可用。这就是使Optimism成为L2的原因。

Optimism上的用户必须支付向以太坊提交交易的费用。称之为L1数据费用,这是Optimism与以太坊之间的主要差异。由于以太坊上的gas成本非常昂贵,因此L1数据费用通常会在Optimism上占据交易的总成本。该费用基于四个因素:

以太坊当前的gas价格。

将交易发布到以太坊的gas成本。这交易长度的大小成比例。

以gas计价的固定费用。当前设置为2100。

一种动态的间接费用,按固定数字支付的L1费用。当前设置为1.24。

公式:

L1_data_fee=L1_gas_price*(tx_data_gas+fixed_overhead)*dynamic_overhead

三、总结

随着越来越多的应用程序接入区块链,用户的采用和交易量将呈指数级增长。从DeFi、NFT到?DAO,它们最终将消耗以太坊上更多的吞吐量和产生更多交易成本,使其使用体验感降低,从而阻碍了区块链向更多人口的扩展的机会。

L2s是目前以太坊扩展的最佳解决方案,在提供高吞吐量和更便宜的费用的同时,可以很好的利用L1s的安全性。但由于Layer2的扩容解决方案也在不断的更新和调整,每种方案都有其各自的优劣势。总体来说,zkrollup的交易费用更低、极限/部分TPS更快、最大拓展性也大大的得到提高以及在安全性上也有保证,zkporter次之;其他解决方案的交易费用也有所降低,但是同zkrollup相比略逊色。

未来,我们将看到许多项目在L2上迁移或创建,从而改善用户体验。作为2022年最热门的趋势之一,L2s将继续建立庞大而忠诚的用户群,这将成为以太坊最重要的发展之一。

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