自2019年底首个以太坊Layer 2（L2）项目dYdX主网上线以来，L2的总锁仓价值（TVL）和网络活动持续增长。根据行业报告，2023年第三季度，61%的以太坊交易发生在L2上。L2BEAT的数据显示，L2的日交易总量已大幅超越以太坊，当前扩容系数达5.49，意味着L2交易量是以太坊的5.49倍。
L2的增长得益于众多项目以独特方式解决以太坊扩容问题。截至2023年10月，L2BEAT收录了32个L2项目，另有11个项目尚未上线主网，表明L2生态持续扩张。尽管侧链和等离子方案曾受尝试，但因未能充分继承以太坊安全性，当前开发重心转向Rollup。然而，乐观Rollup（ORU）缺乏证明系统，ZK Rollup（ZKR）则受证明生成时间和成本制约。在此背景下，理解各L2方案的限制与策略，对用户和开发者都至关重要。
费用结构解析
费用指执行交易产生的成本，受交易复杂度、网络拥堵度及各Rollup实现方式影响。用户支付两类费用：L1与L2间资产转移的桥接成本，以及L2链内交易费。资产跨链转移相对低频且涉及L1执行，成本较高；L2交易费则主要由安全费（数据可用性成本）和执行费构成。
L2交易费组成
在EVM等效的Rollup环境中，交易消耗Gas量与以太坊相同，费用计算公式为： 交易费 = Gas用量 × Gas价格
Rollup费用在此基础上增加数据记录成本： 交易费 = 数据费 + 执行费
数据费（又称安全费、Rollup费）用于在以太坊上记录批次数据，其成本取决于批次构建方式、压缩算法及数据可用性（DA）方案。EIP-4844（Proto-Danksharding）升级后，数据存储将形成独立费用市场，大幅降低费用，多数项目正等待此升级。
各项目费用机制比较
通过研究，Rollup项目的费用机制可按技术栈分类：
OP Stack与OVM
OP Stack是Optimism维护的开源开发栈，用于OP主网、Base、PGN、Zora和Kroma等项目。OVM是其旧版，用于Boba、Metis和Mantle。交易费模型相同： 交易费 = L2执行费 + L1数据费
L1数据费计算依赖L1 Gas价格和交易数据Gas消耗，参数由协议设定。OP Stack支持EIP-1559，OVM暂不支持。
Arbitrum
采用FCFS（先到先服务）交易处理，暂未使用优先费。费用公式为： 交易费 = L2 Gas价格 × (L2 Gas用量 + L1成本缓冲)
L1成本基于Brotli压缩后的数据大小计算，默认L2 Gas价格上限为0.1 gwei（Arbitrum One）或0.01 gwei（Nova）。
Starknet
作为基于Cairo VM的ZKR，费用包含计算复杂度费和链上数据费： 交易费 = 计算复杂度费 + 链上数据费
计算费基于Cairo VM资源消耗，数据费取决于L1数据存储成本。当前采用固定参数，未来计划优化费用机制。
zkSync Era
费用涵盖L2执行、数据发布、证明生成和合约部署成本。Gas用量计算方式未公开，L2 Gas价格随L1 Gas价格动态调整。支持账户抽象（AA），不同账户类型费用差异大。实际费用通常低于预估，退款率约49%-64%。
Linea
当前费用约为以太坊的1/15，基于EIP-1559模型但初始基础费设为7 wei。暂未包含L1数据费和证明验证成本，仅计算L2执行费。通过API动态调整优先费。
Scroll
费用模型类似OP Stack，但参数不同。L2 Gas价格固定为0.5 gwei，未采用EIP-1559。证明生成成本目前由团队承担，未来去中心化后将纳入协议。
费用总结
下图展示15个项目的ETH转账、ERC20转账和Uniswap交易费用对比：
- ZKR因包含证明生成成本，费用普遍高于ORU
- Optimium（如Metis、Mantle）不上传数据至L1，费用最低
- OP Stack项目费用较低，网络使用率导致微小差异
- 整体Rollup交易成本比以太坊低10倍以上
桥接成本分析
桥接是用户跨链转移资产的入口，成本独立于L2交易费。下表显示各项目原生桥的ETH存取款成本（以美元计，以太坊价格和Gas价格固定）。
存款成本
Base、Zora和Kroma费用最低，均基于OP Stack。OP主网和PGN因额外转账过程成本较高。存款成本完全发生在L1，高度依赖以太坊Gas费。
取款成本
取款流程因项目而异：
- OP Stack项目需经历取款初始化、证明和完成三步，有7天挑战期
- Boba和Metis要求本地代币（$BOBA/$METIS）支付取款费
- Arbitrum采用跨链消息传递，省略证明步骤，成本较低
- ZKR无证明交易，zkSync和Starknet由协议承担最终化成本，费用显著更低
最大TPS评估
最大TPS（每秒交易数）是直观衡量吞吐量的指标。以太坊最大TPS为119（按最小Gas交易计算）。但Rollup的TPS需以可验证状态的L2交易数为准，即批次提交至以太坊calldata的交易。计算公式为： 最大TPS = 每批次最大L2交易数 / 最小批次间隔
计算假设
- 最小交易尺寸为110字节（RLP编码）
- Brotli或zlib压缩率为40%
- ZKR忽略证明生成与验证时间
- Optimism基于状态根而非DA层
各项目TPS结果
OP Stack与OVM
- 压缩后每批次含2,727笔交易，最小间隔6秒，TPS为455
- Kroma最小间隔2秒，每块1,428笔交易，TPS达714
- Boba使用Brotli压缩，最大批次90,000字节，TPS为205
Arbitrum One
最大calldata尺寸99,960字节，含2,261笔交易，批次间隔10秒，TPS为226。可通过缩短轮询间隔提升。
Starknet
每批次含一个L2块，块Gas上限300万，最小ERC20转账消耗6,201 Gas，每块484笔交易。块时间不固定，最短19秒，TPS仅25。低吞吐源于注重证明性能而非EVM兼容性。
zkSync Era
批次关闭条件包括交易数（上限750）、Gas限制等，最小间隔1秒，TPS达750。
Polygon zkEVM
采用“L2交易<块<批次<序列”结构，序列最大尺寸128KB，含约1,190笔交易。批次间隔5秒，TPS为237。
Scroll
批次含5个分块（每分块100笔交易），每批次500笔交易，创建周期10秒，TPS为50。
Taiko
每批次含1个L2块（最多79笔交易），批次间隔2.38秒（测试网均值），TPS为33。主网上线后预计提升。
Metis与Mantle
- Metis：DA层批次含81,818笔交易，状态批次限制3,571根，间隔10秒，TPS为357
- Mantle：状态根元素上限4,001，间隔10秒，TPS为400
EIP-4844实施后，两者可提交更大状态批次，显著提升TPS。
结论与展望
通过聚焦费用和最大TPS，我们对15个通用Rollup和Optimium项目进行了深入分析：
- 费用方面：交易费由执行费+Rollup费构成。Optimium成本最低，ORU次之，ZKR因证明成本最高。EIP-4844将大幅降低数据费用。
- 吞吐量方面：即使在理想条件下，Rollup链的实际TPS均低于预期。最小批次间隔的可行性未经验证，实际TPS可能更低。多链共享以太坊区块空间将进一步限制吞吐量。
当前瓶颈在于区块有效性证明阶段。Dencun升级引入Blob数据及序列器去中心化后，这一瓶颈有望根本性解决。
常见问题
1. 为什么ZKR费用高于ORU？
ZKR需生成零知识证明，计算资源消耗大，成本更高；ORU仅依赖欺诈证明，但取款有挑战期。
2. EIP-4844如何降低费用？
通过创建独立数据存储市场（Blob空间），减少Calldata竞争，预计降低Rollup数据成本10-100倍。
3. 最大TPS是否代表实际性能？
否。最大TPS是理论峰值，受网络拥堵、批次提交频率和L1拥堵程度影响，实际值通常较低。
4. 如何选择适合的L2方案？
高频交易选ORU或Optimium（低费用），重安全场景选ZKR，跨链活动需考虑桥接成本和速度。
5. 取款为什么需要等待？
ORU有挑战期（通常7天）防止欺诈；ZKR需生成证明，时间较短但成本高。
6. 未来L2的发展方向？
聚焦证明效率提升（如ZK硬件加速）、去中心化序列器、模块化DA层，以及多链互操作生态。