为什么在L2主导的以太坊生态中仍需提高L1 gas限制

抗审查能力

区块链技术的一个重要特性就是其抗审查能力，这是其核心价值主张之一。当一笔交易符合有效性标准且用户支付了市场费率的手续费时，这笔交易应该能够快速可靠地上链。这种特性在DeFi领域尤为重要，特别是在价格剧烈波动的市场环境中。想象一下，当你持有某个DeFi仓位时，短短5分钟的交易延迟就可能导致你的仓位被清算，这种时间敏感性使得抗审查能力变得至关重要。

以太坊L1凭借其高度去中心化的验证者集，使得任何试图审查交易的尝试都难以持续超过几个slot。目前已经有一些提案正在讨论如何进一步增强这一特性，即使在区块构建过程高度集中化和外包的情况下，也能确保以太坊保持抗审查能力。相比之下，L2解决方案要么依赖更加中心化的区块生产者，要么依靠中心化的排序器，这使得它们更容易对用户进行选择性审查。不过，一些领先的L2项目如Optimism和Arbitrum已经实现了强制包含机制，允许用户直接通过L1提交交易。这种机制的实际价值取决于两个关键因素：L1的手续费是否足够低廉，以及L1是否有足够的区块空间来确保即使用户在L2遭遇大规模审查时，仍然能够成功发送绕过交易。

基本数学假设

为了评估强制包含机制的实际成本，我们可以进行一些基础计算。首先需要明确几个基本假设，这些假设将在后续分析中反复使用。当前一笔L1到L2的存款交易大约消耗120,000L1gas，这个数据可以通过Optimism的实际交易得到验证。而一个极简的L1操作，比如更改特定存储槽的值，大约消耗7,500L1gas，这包括了冷SSTORE、地址的calldata成本以及少量计算开销。

假设ETH价格为2,500美元，gas价格为15gwei，这个数值是对长期平均水平的合理估计。我们还需要考虑需求弹性接近1的情况，这意味着如果将gas限制翻倍，价格可能会减半。虽然早期数据分析支持这一假设，但实际上需求弹性可能会出现较大偏差。基于这些假设，当前绕过审查的成本约为4.5美元。要将这一成本降至目标水平，我们需要将L1的扩展性提高约4.5倍。不过需要注意的是，由于需求弹性难以精确估算，这个数字只是一个粗略的参考。

跨L2资产转移

在现实应用中，用户经常需要在不同的L2之间转移资产。对于高流动性的主流资产来说，使用ERC-7683等意图协议可能是最实际的选择。这种方案下，实际上只需要少数做市商直接处理L2间的资产转移，普通用户只需与做市商进行交易即可。然而，对于流动性较低的小众资产或NFT来说，这种模式就不太适用了，个人用户需要通过L1来完成跨L2的资产转移。

目前，一次完整的跨L2转移包括提现和存款两个步骤，分别消耗约250,000和120,000L1gas。理论上，这个过程有很大的优化空间。以NFT从Ink转移到Arbitrum为例，底层所有权变更实际上只需要通过L1在两个桥合约之间转移，这个存储操作仅需约5,000gas。其余成本主要来自调用和证明过程，通过合理优化可以将总成本控制在约7,500gas。

让我们比较当前和理想情况下的成本差异。按照当前方案，跨L2转移的成本高达13.87美元；而在优化后的理想设计中，这个数字可以降至0.28美元。如果我们的目标是0.05美元，那么还需要将成本再降低约5.5倍。另一个分析角度是从容量出发，假设每位用户平均每月进行一次跨L2的NFT转移，以太坊当前的月gas容量可以支持约5.18亿次此类操作。如果以太坊要服务全球用户（以Facebook的31亿用户为参考），那么需要将容量扩展约6倍。

L2大规模提现

L2的一个重要安全特性是，当L2出现故障时，用户可以通过L1提现资产，这是传统”alt L1″所不具备的能力。在乐观rollup中，只要有一个诚实的参与者就能阻止错误状态根的确认。而在Plasma系统中，如果出现数据不可用的情况，用户通常需要在一周内完成提现。即便是乐观rollup，在遭遇恶意治理升级时，用户也有30天的窗口期（参见第2阶段定义）来提取资产。

假设某个Plasma链发生故障，每次提现需要120,000gas，那么一周内可以支持约756万用户完成提现。如果是因为恶意治理升级导致的30天窗口期，这个数字可以增加到3,240万。通过设计更高效的大规模提现协议，将每次提现的gas消耗优化到7,500gas，这两个数字可以分别提升到1.21亿和5.18亿。

以Sony的L2项目为例，考虑到PlayStation网络拥有约1.16亿月活用户，以太坊当前的基础设施还无法支持如此大规模的用户同时提现。但如果实施更智能的大规模提现协议，或许刚好能够满足需求。

另一个需要考虑的因素是gas费用的波动。在大规模提现事件中，gas价格可能会飙升至100gwei以上，这将使单次提现成本升至1.88美元。为了将成本控制在1美元以下，L1需要再扩容约1.9倍。如果用户希望一次性提现所有资产而不使用复杂的哈希提交协议，这个成本可能会进一步增加，相应地也需要更大的扩容幅度来保持成本在可接受范围内。

L1上的ERC20发行

目前许多代币选择在L2上发行，但这带来了潜在的安全风险。如果某个L2发生恶意治理升级，在该L2上发行的ERC20代币可能会被无限增发，这些代币可能会流入整个生态系统。相比之下，在L1上发行的代币即使遭遇某个L2的问题，其影响也基本会被限制在该L2内部。

迄今为止，已有超过20万个ERC20代币在L1上发行。以Railgun代币为例，其部署交易消耗了164.7万gas，成本约为61.76美元。虽然对企业来说尚可接受，但如果要将类似Polymarket这样需要大量创建微型市场的项目迁移到L1，按照每次操作0.25美元的目标成本计算，L1需要扩容约18倍。

密钥库钱包操作

密钥库钱包允许用户修改验证逻辑，这些变更会自动同步到所有L2。虽然可以将验证逻辑放在L2上，但这会引入大量复杂性。通过优化，可以将密钥更换操作的gas消耗降至仅需一次存储写入（约7,500gas），这样每次操作的成本约为0.28美元。L1只需扩容约1.1倍，就能使密钥库钱包的使用变得经济实惠。

L2证明提交

为了实现快速、通用且无需信任的跨L2互操作性，L2需要频繁地向L1提交状态证明。当前使用ZK-SNARKs技术，每次提交需要约500,000gas，这意味着以太坊只能支持约36个L2（而L2beat追踪的项目约有150个）。更重要的是经济可行性：按照15gwei的gas价格和2,500美元的ETH价格计算，每个L2每年需要支付约4,900万美元的提交成本。通过聚合协议优化后，每次提交可能只需10,000gas，这样每年成本可降至约100万美元。

结论

综合分析表明，即使在L2主导的未来，L1gas扩容约10倍仍然具有显著价值。这意味着在未来1-2年内进行短期L1扩容具有重要战略意义，尽管长期发展图景仍存在不确定性。需要注意的是，不同用例的需求是累加的，而且基于成本的估算存在较大不确定性，特别是需求弹性和费用市场演变难以精确预测。但总体而言，适度的L1扩容将为整个以太坊生态系统带来显著效益。