抗審查能力

目標是抵制審查。

區塊鏈的核心價值主張之一是抵制審查：如果一筆交易是有效的，並且你有資金支付市場費率的手續費，那麼你應該能夠可靠地將該交易快速上鍊。

在某些情況下，抵制審查在短時間尺度上尤為重要：如果你在一個 DeFi 協議中持有倉位，而價格變化非常迅速，那麼即使交易上鍊延遲 5 分鐘，都可能導致你的倉位被清算。

L1 的驗證者集高度去中心化，這使得審查一筆交易超過幾個 slot 變得非常困難。目前有一些提案旨在進一步增強以太坊的這一特性，即使在區塊構建高度集中化且被外包的情況下，也能保證其抵制審查的能力。相比之下，L2 要麼依賴於集中度更高的區塊生產者，要麼依賴於中心化的排序器，這使得它們更容易選擇審查用戶。不過，一些 L2（例如參見 Optimism、Arbitrum 的文檔）確實具有強制包含機制，允許用戶直接通過 L1 提交交易。因此，抵制審查的實際價值取決於 (i) L1 手續費是否足夠低，以及 (ii) L1 是否有足夠的空間，使得用戶即使在 L2 大規模審查用戶的情況下，依然能夠發送繞過交易。

基本的數學假設

我們可以通過一些計算來評估使用強制包含機制的實際成本。首先，讓我們陳述一些假設，這些假設也將在其他部分重複使用：

• 當前一筆 L1 → L2 的存款交易大約消耗 120,000 L1 gas。以下是來自 Optimism 的示例。
• 一個極簡的 L1 操作（例如更改特定存儲槽的值）消耗 7,500 L1 gas（包括冷 SSTORE、地址的 calldata 成本以及少量計算成本）。
• ETH 價格為 2,500 美元。
• Gas 價格為 15 gwei，這是對長期平均水平的合理估計。
• 需求彈性接近 1（即，將 gas 限制翻倍會將價格減半）。早期的數據分析對這一假設有一定支持，但實際上，需求彈性可能會在任意方向出現很大偏差。
• 我們希望應對攻擊的成本低於 1 美元。“正常”操作的成本不應超過每筆交易 0.05 美元，而中等特殊性的交易（例如密鑰更改）應低於 0.25 美元。這是一種直觀的價值判斷。

在這些假設下，目前繞過審查的成本為 120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = $4.5。要將其降低至目標水平，我們需要將 L1 的擴展性提高 4.5 倍（不過需要注意，由於需求彈性難以估算，甚至絕對使用量也很難估算，因此這一估算非常粗略）。

需要在 L2 之間轉移資產

通常，用戶需要將資產從一個 L2 轉移到另一個 L2。對於常見的高交易量資產，最實際的方法是使用諸如 ERC-7683 之類的意圖協議。實際上，只有少量做市商需要直接在 L2 之間進行轉移，其他用戶只需與做市商進行交易即可。然而，對於低交易量資產或 NFT，這種方式不可行，因此，個人用戶需要通過 L1 發送交易才能將此類資產從一個 L2 轉移到另一個 L2。

目前，一次提現大約消耗 250,000 L1 gas，存款則需要另外 120,000 L1 gas。從理論上講，這一流程可以被大幅優化。例如，將 NFT 從 Ink 轉移到 Arbitrum，其底層所有權必須通過 L1 從 Ink 橋轉移到 Arbitrum 橋。這是一個存儲操作，僅消耗約 5,000 gas。其餘部分“只是”調用和證明，通過合理的邏輯可以降低成本，總費用大約為 7,500 gas。

讓我們計算兩種情況下的成本。

當前情況：370000 * 15 * 10**-9 * 2500 = $13.87

在理想設計下：7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = $0.28

我們的理想目標是 $0.05，這意味著需要將成本再降低 5.5 倍。

或者，我們可以更直接地根據容量進行分析。假設每位用戶平均每月需要進行一次跨 L2 的 NFT（或稀有 ERC20）轉移。以太坊一個月的總 gas 容量為 18000000 * (86400 * 30 / 12) = 3.88 萬億，足以支持 5.18 億次此類轉移。因此，如果以太坊希望服務全球用戶（例如，使用 Facebook 的 31 億用戶數作為參考），則需要將容量擴展約 6 倍，而這還是在 L1 僅用於此類轉移的情況下。

L2 大規模提現

L2 的一個重要特性是，如果 L2 出現故障，用戶可以通過 L1 提現，而“alt L1”則不具備這種能力。如果所有用戶都無法在一週內完成提現會怎樣？在樂觀 rollups 中，這實際上可能沒問題：只需一個誠實的參與者即可無限期地阻止錯誤的狀態根被確認。然而，在 Plasma 系統中，如果數據不可用，通常需要用戶在一週內完成提現。即使是在樂觀 rollups 中，如果發生惡意的治理升級，用戶也會有 30 天的時間窗口（參見第 2 階段定義）來提現其資產。

這意味著什麼？假設某個 Plasma 鏈發生故障，提現一次需要消耗 120000 gas。那麼在一週內可以有多少用戶完成提現？我們可以計算：86400 * 7 / 12 * 18000000 / 120000 = 756 萬用戶。如果是因惡意治理升級導致的 30 天時間窗口，則該數字增加至 3240 萬用戶。理論上，我們可以設計一種大規模提現協議，使得許多用戶可以同時提現。假設將效率推至極限，每位用戶僅需進行一次 SSTORE 和少量操作（約 7500 gas），那麼上述兩個數字分別可以增加到 1.21 億和 5.18 億。

Sony 目前在以太坊上擁有一個 L2，而 Sony 的 PlayStation 擁有約 1.16 億月活躍用戶。如果所有這些用戶都成為 Soneium 用戶，那麼以太坊目前還無法支持這種大規模提現事件。然而，如果我們實施更智能的大規模提現協議，或許剛好能滿足需求。

如果我們希望避免技術複雜的哈希提交協議，那麼我們可能需要為每個資產預留 7500 gas。我在 Arbitrum 的主要錢包中持有 9 個具有重大價值的資產；如果以此作為估算，那麼 L1 的潛在擴容需求約為 9 倍。

另一個用戶關心的問題是，即便可以安全地進行大規模提現，高昂的 gas 費用也會導致他們損失大量資金。

讓我們分析當前和“理想”情況下的提現 gas 成本：

120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = $4.5

7500 * 15 * 10*-9 * 2500 = $0.28

然而，這些估算存在一個問題：在大規模提現情況下，所有人都會同時嘗試提現，從而導致 gas 費用大幅上漲。我們曾見過 L1 的日均 gas 費用超過 100 gwei 的情況。如果將 100 gwei 作為基準，那麼提現成本將達到 $1.88，這意味著 L1 需要再擴容 1.9 倍才能將提現成本控制在 $1 以下。此外，如果用戶希望一次性提現所有資產，而無需使用複雜的哈希提交協議，那麼這可能意味著每個資產需要消耗 7500 gas。根據不同參數，提現成本可能增加至 $2.5 或 $16.8，L1 也需相應擴容，以使提現成本保持在可負擔範圍內。

在 L1 上發行 ERC20

如今，許多代幣都是在 L2 上發行的，但這存在一個被低估的安全隱患：如果某個 L2 發生惡意治理升級，那麼在該 L2 上發行的 ERC20 代幣可能會被無限量地增發，而我們無法阻止這些代幣流入整個生態系統。如果代幣是在 L1 上發行的，那麼即便某個 L2 出現問題，其影響也基本上會被限制在該 L2 內部。

迄今為止，已有超過 20 萬個 ERC20 代幣在 L1 上發行。即使支持 100 倍的數量也是可行的。然而，要讓在 L1 上發行 ERC20 成為一種受歡迎的選擇，成本必須足夠低。例如，以 Railgun 代幣（一個主要的隱私協議）為例，其部署交易消耗了 164.7 萬 gas，在我們的假設下成本為 $61.76。對於公司而言，這樣的成本尚可接受。從原則上講，這一流程可以被大幅優化，尤其是對於需要大量發行邏輯相同代幣的項目。然而，即使將成本降低至 120000 gas，費用依然為 $4.5。

如果我們以將 Polymarket 的資產發行遷移至 L1 為目標（交易仍可在 L2 上進行），並且希望支持大量微型市場，那麼按照我們之前設定的目標——每次成本為 $0.25，L1 需要擴容約 18 倍。

密鑰庫錢包操作

密鑰庫錢包是一種具有可修改驗證邏輯的錢包（用於更換密鑰、簽名算法等），其更改會自動傳播至所有 L2。驗證邏輯位於 L1，L2 通過同步讀取（例如 L1SLOAD、REMOTESTATICCALL）來讀取該邏輯。儘管可以將驗證邏輯放在 L2 上，但這會增加大量複雜性。

假設每位用戶每年需要進行一次密鑰更換或賬戶升級操作，全球用戶數量為 31 億。如果每次操作消耗 50000 gas，那麼每個時間槽的 gas 消耗為 50000 * 3100000000 / (31556926 / 12) ≈ 5900 萬，約為當前目標的 3.3 倍。

通過極限優化，可以將密鑰更換操作在 L2 發起、但存儲在 L1（感謝 Scroll 團隊提出這一想法）。這種方法能將 gas 消耗降至僅需一次存儲寫入及少量額外消耗（同樣按 7500 gas 計算），從而使密鑰庫更新大約佔據以太坊當前一半的 gas 容量。

我們還可以估算一次密鑰庫操作的成本：

7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = $0.28

從這一角度來看，L1 只需擴容約 1.1 倍，就能讓密鑰庫錢包的使用變得足夠經濟實惠。

L2 證明提交

為了實現快速、通用且無需信任的跨 L2 互操作性，L2 需要頻繁地向 L1 發佈狀態，以便它們能夠直接感知彼此的狀態。為了實現最低的延遲，L2 需要在每個時間槽都向 L1 提交狀態。

在當前技術條件下（使用 ZK-SNARKs），每個 L2 的提交成本約為 500000 gas，因此以太坊僅能支持約 36 個 L2（相比之下，L2beat 追蹤的項目數量約為 150，包括 validiums 和 optimiums）。更重要的是，這種做法在經濟上不可行：以長期平均 gas 價格約為 15 gwei、ETH 價格為 $2500 來計算，每年提交的成本為 500000 * 15 * 10**-9 * (31556926 / 12) * 2500 = $4900 萬/年。如果使用聚合協議，成本可以再次下降，在極限情況下，每次提交可能僅需約 10000 gas，因為聚合機制比僅更新一個存儲槽稍微複雜一些。這樣一來，每個 L2 每年的提交成本約為 $100 萬。

理想情況下，我們希望每個時間槽都向 L1 提交狀態成為一件不需要考慮的事情。要做到這一點，仍然需要大幅增加 L1 的容量。每年 10 萬美元的成本對 L2 團隊來說是一個相對較小的開支，但每年 100 萬美元的成本就不太可行了。

結論

我們可以將上述使用案例整理成如下表格：

請記住，第一列和第二列的需求是累加的，例如，如果密鑰庫錢包操作佔用了當前 gas 消耗的一半，那麼必須有足夠的空間來運行 L2 大規模退出。此外，還要再次記住，基於成本的估算非常粗略。需求彈性（gas 費用如何響應 gas 限制變化，尤其是在長期內）是非常難以估計的，而且即使在使用量固定的情況下，費用市場如何演變也存在很大的不確定性。

總的來說，這項分析表明，即使在 L2 主導的世界中，L1 gas 擴容約 10 倍仍然具有顯著價值。這反過來意味著，即使長期圖景尚不明朗，未來 1-2 年可以進行的短期 L1 擴容依然具有重要價值。

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