Galaxy：比特币 L1 是数据可用性层吗？

作者：Gabe Parker，Galaxy；编译：五铢，金色财经

前言

比特币的区块空间极其稀缺，每个区块的大小上限为 4MB。这种稀缺性对寻求利用比特币作为数据可用性层的 Rollups 提出了重大挑战。基于比特币的新兴 Rollups 格局主要基于 ZK，旨在每 6-8 个区块发布一次 ZK 证明输出和状态差异。然而，这种方法面临一个关键障碍；每个数据发布最多消耗 400KB（0.4MB）的区块空间，实际上占据了整个区块的 10%。

鉴于比特币自 2023 年 1 月以来一直处于满负荷状态，多个 Rollups 之间对区块纳入的竞争将加剧，可能会使比特币的交易费市场紧张到不可持续的水平。比特币基础层的当前限制，加上正在开发的 Rollups 的激增，可能会创造一个 L2 难以负担数据发布的环境。为了保持可行性，比特币上的 Rollups 将需要通过有用的应用程序从交易费中获得可观的收入。本报告通过研究以太坊 ZK-Rollups 的数据并预测使用比特币进行 Rollups 的成本（以实现数据可用性），分析了 Rollups 在比特币上的经济可行性。该分析探讨了这些项目在主网上启动后对比特币区块构成的潜在影响，并讨论了如果将数据发布到比特币的成本过高，Rollups 可能采用的替代策略。

比特币 L1 是数据可用性层吗？

将数据发布到基础层的比特币 Rollups 将面临一个重大问题：发布数据的成本。比特币区块空间是所有链中每字节最昂贵的。此外，比特币的区块大小被严格限制在 4MB，费用与交易的数据权重挂钩，这使得任何数据密集型交易的执行成本都很高。序数（附在单个 Satoshi 上的铭文）的出现突显出，占据区块大小很大一部分的交易需要支付额外费用并推高交易费用。例如，Taproot Wizards 团队（区块 774,628）铭刻的第一笔 4MB 比特币交易的费用为 14.7 万美元。

根据与在比特币上构建 ZK-Rollups 的几个团队的对话，Rollups 预计每 6-8 个区块（1 小时 - 1.2 小时）将 ZK-Proof 输出和状态差异以铭文的形式发布到比特币 L1，铭文是存储在交易隔离见证部分中的任意数据。这些数据将使任何运行比特币节点的参与者能够重建 Rollup 的最新状态。根据测试网和与开发人员的对话，我们估计，每次将证明输出和状态差异发布到比特币的第 1 层区块链时，最多需要 400KB (0.4MB)。

当将比特币与以太坊和 Celestia 每秒处理的兆字节数进行比较时，很明显比特币从未被设计为 DA 层。

验证证明的成本 – 以太坊 ZK-Rollups

从以太坊的 Rollup 生态系统中汲取经验，ZK-Rollups 因使用有效性证明而成为资本密集型运营。这种方法要求证明者发布 ZK-Proof 以及每次 L2 状态更改的交易数据或状态差异。与仅在发生欺诈纠纷（罕见发生）时支付验证成本的 Optimistic Rollup 扩展解决方案不同，ZK-Rollups 通过发布有效性证明预先支付验证成本。ZK Rollup 的前期成本较高，可实现即时终结（而 Optimistic Rollup 的挑战窗口约为 7 天）。下面的图表显示了以太坊上 ZK-Rollups 的每周数据发布成本。

ZK-Rollups 通过 L2 交易费收入来支付数据发布费用。自推出以来，ZK-Sync Era 已证明该模式的可行性，从 L2 交易费中获得了 6690 万美元的总收入。其中 5120 万美元用于 ZK 验证和 L1 呼叫数据成本。ZK-Sync 已成功为 540 万用户处理了超过 4.176 亿笔交易，平均每笔交易成本为 0.16 美元。这种高效的运营带来了 1570 万美元的总利润。

估算将数据发布到比特币的成本

在比特币 L1 上，每 6 个区块发布一次数据，费用为 400KB，费用低至 10 sat/vByte，比特币上的 Rollups 将为每个发布的区块支付 2,640 美元。每 6 个区块发布一次数据，比特币上的 Rollups 将每月支付高达 190 万美元，以发布到 730 个区块（每年 2300 万美元）。使用 50 sat/vByte 级别将使每月数据发布成本增加到近 960 万美元（每年 1.15 亿美元）。需要注意的是，由于随着 Ordinals、BRC-20s 和 Runes 的出现，比特币的费率环境现在变得越来越不稳定，因此估计未来的 sat/vByte 水平极其困难。

为了抵消在每个帖子为 400KB 的世界中发布数据的高成本，使用比特币提供数据的 ZK-Rollups 每月需要从 L2 交易费中产生约 190 万美元至 963 万美元的收入。下面的敏感度表估算了比特币 Rollup 在扣除数据发布成本后实现收支平衡所需的交易活动和费率水平。我们的模型预测，截至 2024 年 7 月 23 日，Rollup 每 6 个区块向比特币 L1 发布 400KB 数据的每周成本为 10、20 和 50 sats/vByte。如果比特币 Rollup 每月处理 2000 万笔交易（与 ZK-Sync 过去一年的每周交易量相当），则需要收取 0.096 美元、0.193 美元和 0.482 美元的交易费才能在 10、20 和 50 sats/vByte 的水平上实现收支平衡。需要注意的是，由于测试网上缺乏可用数据，此敏感度表假设 400KB 数据发布大小固定在每月 100 万至 8000 万笔交易之间。我们理解，根据状态差异中包含的交易数量，数据发布大小可能大于或小于 400KB。