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用原生L2代币来支付交易手续费

本文介绍了L2代币支付交易手续费的优缺点,包括增加代币用途、影响使用体验和L2之间的互通性。StarkNet是第一个计划使用STRK支付手续费的L2,引入第三方Oracle来报价汇率。使用者只能指定手续费并相信Sequencer,而Oracle适合在L1的Force Inclusion机制中避免超额手续费和滥用低廉手续费。L2可以规定使用L2代币支付手续费,但使用者需要同时支付L1和L2代币,影响使用体验。

NIC Lin
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原文作者:NIC Lin

原文来源:medium

这篇短篇文章会介绍L2让使用者用该L2的代币来支付交易手续费的优缺点。

先备知识:

知道Rollup的运作机制及Force Inclusion机制

Rollup的Force Inclusion机制介绍

这篇文章将会介绍Rollup的交易抗审查机制—Force Inclusion,并以几个著名Rollup的设计与实作为例。


L2几乎都会发行自己的代币,但绝大多数的实际用途都只是用来参加治理(Arbitrum、Optimism)。有些L2会提供质押L2代币的功能,例如Mantle及Manta。这些质押可以用来「决定谁可以排序交易的权力」、「决定生产零知识证明的权力」,或是用来「确保L2数据的数据发布特性(Data Publication)有被保障」,详细可参考官方文章或文件:StarkNet、zkSync、Mantle、Manta。


注:不过要注意「数据是否正确发布」是没办法被客观证明的,因此也就没办法进行惩罚,所以我个人对「为了数据发布特性而质押L2代币」的设计仍然存疑。数据发布特性的介绍可参考:


数据可得性重新命名:用Data Publication取代Data Availability

最近有人提出用「Data Publication」来取代「Data Availability」,避免DA这个词所造成的混淆。本篇文章将会介绍DA这个词所带来的混淆以及为什么要用Data Publication来取代Data…


那L2代币可以用来支付使用者的交易手续费吗?这么做有什么样的优点和缺点?


优点

增加代币用途,让L2代币不是只有单纯治理功能。甚至可以搭配EIP-1559机制去销毁L2代币,让L2代币成为通缩代币增加价值。


缺点

L2的数据成本还是以L1代币计价

Rollup Sequencer在上传数据到Ethereum上时,还是得以ETH支付手续费,所以Sequencer得要承担风险Rollup代币及ETH之间的价格波动风险。如果它在「收到Rollup代币」到「将Rollup代币兑换成ETH」的期间,Rollup代币价格相对ETH价格下跌,那就表示赔钱;当然反之则是赚钱,不过Sequencer未必会想再多承担一层风险。


注:如果该L2不是Rollup、不是上传数据到Ethereum而是改成上传到其他DA层的话,一样会遇到这个问题,只是ETH换成了该DA层的代币。像是Mantle或Manta都是将数据上传到其他DA层。


影响使用体验

如果L2只能使用自己的代币来支付手续费,会造成使用者的使用体验变差,因为使用者进到该L2就得想办法再换成该L2的代币。例如Polygon PoS,如果使用者第一次使用Polygon PoS,以为把ETH存进去就可以开始使用,使用者会发现ETH没办法用来支付手续费,而且他也没有用来付手续费的Matic代币,因此也不能把ETH换成Matic,所以他必须再一次在L1先换到Matic然后再把Matic存进Polygon PoS才能正常使用。


注:严格来说Polygon PoS是属于安全性较低的侧链(Sidechain)而不是L2,不过不影响这里举的使用体验的例子。


如果每个L2都这么做,那N个L2就会造成使用者N次麻烦。


L2互通多一层阻碍

如果L2都用自己的代币支付手续费,那L2之间的互通性(Interoperability)将会变得很差。例如单纯的L2跨链转账,使用者不能单纯地把ETH跨过去就可以顺利在目标L2上开始交易,他会遇到和前面Polygon一样的问题,所以他必须换成目标L2的代币,例如(假设)从ARB换成OP,而这还会受到ARB <-> OP的流动性所影响。如果有N条L2,那流动性就要分割到N-1个池子,使用者也要兑换N次才能在N条L2上开始交易。更复杂的操作例如跨链借贷、跨链开仓、跨链清算,都隐含着要先跨手续费过去,等于每次都要支付一定成本在这上面。


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或例如Optimism为互通性而打造的Superchain,如果Superchain生态里的每个Rollup都用自己的代币支付手续费,那就等于直接抵触Superchain的目的和愿景。


不过以上「使用体验变糟」及「L2互通性变差」的前提都是L2都「只」接受用自己L2代币来支付手续费。如果L2都开放让使用者可以选择以ETH或是L2代币支付的话,就不会有上述这两个缺点:使用者在做跨链操作时就以ETH为媒介,在L2上独立操作的话就以L2代币支付手续费。而StarkNet便是即将成为同时提供ETH或STRK来支付手续费的L2。


STRK做为交易手续费

StarkNet去年底宣布将会支持「以STRK代币支付手续费」的选项,使用者将可以选择以ETH或STRK来支付手续费,Sequencer(StarkNet称为Operator)会承担ETH <-> STRK汇率变化的风险。那Sequencer要怎么决定一笔原本是0.1 ETH手续费的交易如果改成STRK支付的话要收多少STRK?


Sequencer的权力

不管在L1还是L2中,使用者的交易基本上都是指定一个他愿意付出手续费的最大值,例如在Ethereum、Arbitrum或Optimism等采用EIP-1559机制的链上,使用者都需要指定一个maxFeePerGas值,maxFeePerGas乘上gasLimit就代表这笔交易的手续费最大值。如果是在非EIP-1559(例如Bitcoin或是以前的Ethereum)的链上,使用者就是指定一个固定的手续费。


注:StarkNet虽然还没有EIP-1559,但一样也是指定一个maxFee值。


不管在哪一条链上,有权排序、收入交易的人(矿工、验证者、Sequencer等等)都有权力可以审查交易、不收入特定交易,但只要某笔交易被收入了,那笔交易最多就是被征收使用者指定的手续费最大值。


公开Oracle提供ETH <-> STRK报价?

有些人会觉得要有一个公开Oracle来提供ETH <-> STRK报价,这样在把0.1 ETH的手续费转换成STRK数量时才有一个公开公正的转换汇率。不过如同前面一段提到的,Sequencer可以不收入特定交易,但只要收入了,最多就是收取使用者指定的手续费最大值,所以重点是使用者指定了愿意付出的手续费最大值(不管单位是ETH还是STRK),剩下就是等交易被收入。ETH <-> STRK的汇率是否公开根本没有影响,只要Sequencer想要,他都有手段可以将使用者的交易手续费收到满。


所以就不需要Oracle了吗?


Off-chain Oracle for StarkNet Sequencer

实际上还是需要Oracle,而且StarkNet也宣布会有Oracle来提供ETH <-> STRK报价,只是这个Oracle会是在链下专为StarkNet Sequencer提供报价的服务。但我觉得Oracle不应该用在这个场景,后面会说明。


如果Oracle是在链下去提供报价给Sequencer,要怎么说服社群Sequencer真的是照着Oracle报价来计算STRK手续费?Oracle至少得公布他们的报价,让社群能比对Sequencer是否有如实按照报价计算,如果发现Sequencer没有如实参考报价,那社群至少可以提出证据来谴责Sequencer️。‍🤷‍♂️


如果Oracle的报价能写到链上或是整合进协议里,就能免除Sequencer作恶或失误的可能,不过这得牵涉到协议层的改动,所以或许目前这个作法是以尽力取信于社群的最大折衷做法了,毕竟StarkNet其实是可以完全让Sequencer自己决定的。反正如前述,使用者指定maxFee后剩下就是交由Sequencer决定了。


那Oracle在哪才会真的派上用场?


Force Inclusion机制

为什么Force Inclusion机制会需要Oracle?先不论StarkNet目前还没有实作出Force Inclusion机制,其他L2像是Optimism或zkSync都会在使用者在L1上执行Force Inclusion函式时,先向使用者收取L2的手续费。例如Optimism的depositTransaction函式会按照使用者指定的L2 gas limit去烧毁(消耗掉)相对应的gas,也就是收取L1 ETH的意思;zkSync的requestL2Transaction函式会算出L2交易的基本成本并要求L1交易要带上足够的ETH来支付基本成本。如果今天Optimism或zkSync也推出自己的代币支付手续费的功能,那Force Inclusion机制会有什么影响?


假设使用者从L1请求强制收入他的L2交易,但是L1收取的是ETH而L2手续费是用OP支付的话,要怎么计算该在L1收他多少ETH?如果没有公正的汇率,就有可能造成使用者付出超额手续费,等于是惩罚Force Inclusion使用者;或是造成攻击者滥用低廉手续费,都从L1去送交易而不是从L2。而这才是我觉得Oracle该派上用场的场景:让L1合约可以公正地计算Force Inclusion交易要收取的手续费。


不过L2可以规定Force Inclusion交易和L2交易都以L2代币计价(例如都收取OP),这样就不需要烦恼L1与L2手续费单位换算的问题。但要注意的是,仍然有一个成本是无可避免要以ETH计价的—数据上传的成本,所以使用者的Force Inclusion交易会变成要同时支付ETH以及OP,这可能造成一些使用体验上的摩擦,但这也是L2用自己代币支付手续费本来就需要面对的挑战。


总结

  • L2发行自己的代币可以有不同用途,但如果将L2用于支付L2手续费会有什么样的优缺点?
  • 优点很简单:L2代币会有一个明确实际的用途,如果搭配EIP-1559烧毁代币,可以进一步提升币价
  • 但缺点也不少:Sequencer承担风险变大、使用者的使用体验变差、尤其跨L2的使用体验会糟上许多
  • 不过如果L2保持ETH和L2代币都能用来支付手续费,那就不会影响到使用体验(单L2或跨L2)太多
  • StarkNet是几个较知名L2中第一个计划开放以STRK支付手续费的L2,并会引进第三方Oracle项目来为ETH <-> STRK汇率进行报价
  • 而这篇文章的重点是放在介绍「Sequencer权力」及「Oracle真正适合的场景」
  • 「Sequencer权力」:Sequencer在收入及排序交易这件事上的权利是非常大的,使用者没办法去挑战Sequencer的公平性,因为公平这件事是没办法在链上去证明的
  • 使用者能做的就是指定好他愿意为他这笔交易付出多少手续费(maxFee、maxFeePerGas),剩下就是交给Sequencer并相信他了
  • 「Oracle真正适合的场景」:正因为「只要Sequencer想要,它就可以将使用者手续费收到满」,所以L2交易引进一个Oracle来报价并没有太大用途,更多是让社群和使用者安心
  • 真正有Oracle适合的场景应该是在L1上的Force Inclusion机制,因为Force Inclusion交易收取的手续费如果和L2手续费单位不同,且没有公正的汇率的话,就会造成无辜使用者付出超额Force Inclusion手续费,或是攻击者滥用低廉手续费,都从L1送交易
  • 如果L2规定Force Inclusion手续费和L2手续费都用L2代币的话,就不需要烦恼汇率的问题,不过使用者的Force Inclusion交易就要同时支付「交易数据上传到L1的成本」及「L2手续费」,分别是以L1代币及L2代币计价。这会影响到使用体验,不过这本来就是L2使用自己代币支付手续费就必须面对的挑战

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