Rollup est-il surévalué ou sous-évalué ? Analyse des revenus et de la structure des coûts de Rollup
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Rollup est-il surévalué ou sous-évalué ? Analyse des revenus et de la structure des coûts de Rollup
Bien que l'écosystème Rollup L2 fasse face à des défis liés à l'ajustement de son modèle de revenus et à une attractivité insuffisante des utilisateurs, il a réalisé des progrès significatifs dans la recherche de la réduction des coûts de transaction sur Ethereum et de l'amélioration de l'efficacité.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction :Danny
Traduction : Baishuo Blockchain
L'écosystème Ethereum Rollup de couche 2 connaît un essor remarquable, avec une valeur totale verrouillée (TVL) quotidienne dépassant les 37 milliards de dollars. Toutefois, la performance à court terme des prix des Rollups n'a pas répondu aux attentes. En termes de valorisation entièrement diluée (FDV), les principaux Rollups affichent des niveaux élevés : Arbitrum atteint 8 milliards de dollars, Optimism 7,4 milliards, Starknet 7,1 milliards et zkSync 3,7 milliards, tandis que Solana se situe à 77 milliards de dollars.
Du point de vue des revenus, Ethereum a généré environ 2 milliards de dollars en 2023. Sur la même période, Arbitrum et Optimism ont produit respectivement 63 millions et 37 millions de dollars de revenus annuels. Cette année, les nouveaux venus performants comme Base et zkSync ont engrangé respectivement 50 millions et 23 millions de dollars au premier semestre 2024, contre 1,39 milliard de dollars pour Ethereum sur la même période, ce qui montre que l'écart reste important. Les Rollups n'ont pas encore atteint l'échelle de revenus d'Ethereum.
Un facteur clé est le faible attrait des applications sur les Rollups pour les utilisateurs, un problème partagé par la plupart des chaînes. Notre question centrale est la suivante : dans quelle mesure les Rollups remplissent-ils efficacement leur rôle d'infrastructure pour une adoption massive ? Leur valeur est-elle sous-estimée en raison du niveau actuel d'activité limité ?
Tout revient à la proposition initiale : les Rollups sont apparus face à la congestion croissante d’Ethereum et aux coûts jugés inacceptables pour les utilisateurs. Ils ont été conçus fondamentalement pour réduire les coûts. Au-delà de la sécurité, ils bénéficient d'une structure de coûts disruptive qui devient plus économique à mesure que le volume de transactions augmente. Si ce principe peut être pleinement réalisé, les Rollups pourraient acquérir une valeur irremplaçable.
Cet article propose une analyse succincte de la structure économique actuelle des Rollups et explore leurs perspectives futures.
1. Modèle économique des Rollups
Les Rollups perçoivent des frais via le Séquenceur, qui agit comme point d'entrée du flux de trésorerie. Ces frais visent à couvrir les coûts générés sur la L1 et la L2, tout en générant un profit supplémentaire.
Du côté des revenus, les frais comprennent :
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Frais de base (incluant les frais de congestion)
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Frais prioritaires
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Frais destinés à couvrir les coûts L1
En outre, les protocoles peuvent capter des revenus potentiels grâce à :
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Frais liés au MEV (valeur extractible par minage)
Du côté des coûts, on retrouve des frais L2 relativement faibles et des coûts L1 plus importants, notamment :
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Coûts de disponibilité des données (DA)
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Coûts de vérification
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Coûts d'exécution
Ce qui distingue les Rollups des autres solutions L2, c'est leur structure de coûts. La majeure partie du coût DA est considérée comme un coût variable fluctuant selon le volume de données soumis à la L1, tandis que les coûts de vérification et d'exécution sont davantage perçus comme des coûts fixes nécessaires au fonctionnement du Rollup.
Notre objectif est de clarifier le coût marginal des Rollups, c’est-à-dire dans quelle mesure le coût additionnel d’une transaction supplémentaire est inférieur au coût moyen par transaction. Cette analyse est cruciale pour valider l’affirmation selon laquelle « plus il y a d’utilisateurs, moins cher devient le Rollup ».
La raison en est que les Rollups traitent les données par lots, les compressent et agrègent les vérifications, ce qui théoriquement conduit à un coût marginal plus bas que celui des autres L1. Les coûts fixes des Rollups devraient être bien amortis sur chaque transaction, devenant négligeables lorsque le volume de transactions est élevé — bien que cela doive être validé empiriquement.
2. Revenus des Rollups
1) Revenus provenant des frais de transaction
La principale source de revenus des Rollups provient des frais de transaction sur la L2. Ces frais visent à couvrir les coûts opérationnels des Rollups et à générer un profit, servant ainsi de couverture contre les fluctuations à long terme des frais gas L1. Certains Rollups perçoivent également des frais prioritaires permettant aux utilisateurs d'accélérer le traitement de transactions urgentes.
Arbitrum et zkSync adoptent un mécanisme « premier arrivé, premier servi », exécutant les transactions dans l’ordre de réception. La pile OP (OP Stack) adopte une approche plus flexible, autorisant le « saut de file » moyennant le paiement d’un frais prioritaire.
Pour les utilisateurs, les frais de base L2 sont déterminés par un minimum pendant les périodes de faible activité. En période de forte charge, les frais de congestion sont appliqués selon l’évaluation du niveau de congestion propre à chaque Rollup, augmentant généralement de manière exponentielle.
Étant donné que les coûts L2 sont extrêmement faibles (seuls les coûts d’ingénierie et d’exploitation hors chaîne), et que la tarification est très flexible, presque tous les revenus perçus au titre des frais L2 deviennent un profit pour le protocole. Étant donné la centralisation actuelle des séquenceurs, les organisations de gouvernance peuvent décider assez librement des paramètres de frais pour répondre à leurs besoins à court terme.
2) Revenus MEV
Les transactions MEV se divisent en deux catégories : malveillantes et non malveillantes. Les MEV malveillants incluent des pratiques comme les attaques en sandwich (sandwich attacks). Les MEV non malveillants concernent des transactions suivies telles que l’arbitrage ou les liquidations.
Contrairement à la L1, les Rollups ne disposent pas de mempool public ; seul le séquenceur peut voir les transactions avant leur finalisation. Par conséquent, seul le séquenceur peut initier des activités MEV sur la L2. Comme la plupart des L2 utilisent actuellement des séquenceurs centralisés, les MEV malveillants sont temporairement peu probables.
Selon une étude menée par Christof Ferreira Torres et al., en rejouant les transactions des Rollups, on conclut qu’Arbitrum, Optimism et zkSync participent effectivement à des activités MEV non malveillantes sur chaîne. Ces trois chaînes ont ensemble généré une valeur MEV de 22 millions de dollars, en faisant une source de revenus significative à surveiller.
3) Frais destinés à couvrir les coûts L1
Cette catégorie correspond aux frais perçus par les Rollups pour couvrir leurs coûts L1. Outre la prédiction des frais gas L1 afin de couvrir les coûts de données, les Rollups ajoutent souvent un supplément en réserve pour faire face aux fluctuations futures des prix du gaz, constituant ainsi une forme de revenu additionnel. Par exemple, Arbitrum intègre des frais « dynamiques », tandis que la pile OP utilise un coefficient « overhead dynamique » multipliant les frais. Avant la mise à jour EIP4844, ces frais représentaient environ un dixième du coût DA.
4) Partage des revenus
Base, utilisant la pile OP, dispose d’un modèle particulier de partage des revenus avec l’écosystème OP Superchain. Base s’engage à verser à OP Stack le plus élevé entre 2,5 % de ses revenus totaux ou 15 % de ses profits L2 (après déduction des coûts de soumission des données à la L1). En retour, Base participe à la gouvernance de la Superchain et reçoit jusqu’à 2,75 % de l’offre totale de tokens $OP. Selon les dernières données, Base contribue quotidiennement environ 5 ETH aux revenus de la Superchain.
Il est évident que Base fournit une source de revenus importante pour Optimism. Au-delà du flux de trésorerie, un effet réseau sain rend l’écosystème OP Stack plus attractif pour les utilisateurs et le marché. Bien que certains indicateurs d’Arbitrum, comme la TVL ou la capitalisation des stablecoins, puissent surpasser ceux de Base + Optimism combinés, en volume de transactions et revenus, il ne parvient plus à les dépasser. Cela se reflète dans leurs ratios prix/revenus (P/S) : en tenant compte des revenus de Base, le ratio P/S de $OP est de 16 % supérieur à celui de $ARB, illustrant la valeur ajoutée apportée à $OP par l’écosystème. (Le ratio P/S est un indicateur financier mesurant la relation entre la capitalisation boursière d’une entreprise et son chiffre d’affaires, utilisé pour évaluer sa valorisation et les attentes du marché quant à sa croissance future.)
3. Coûts des Rollups
Les coûts liés aux données sur Ethereum L1 varient selon les chaînes, mais peuvent généralement être divisés en coûts d’exécution, coûts de disponibilité des données (DA) et coûts de vérification (pour les ZK Rollups).
1) Coûts d’exécution
Ils comprennent principalement les mises à jour d’état entre la L1 et la L2, ainsi que les interactions inter-chaînes.
2) Coûts DA
Ils concernent la publication des données de transactions compressées, des racines d’état et des preuves ZK sur la couche DA. Avant la mise à jour EIP4844, les coûts DA représentaient la majeure partie des dépenses L1 : plus de 95 % pour des protocoles comme Arbitrum et Base, plus de 75 % pour zkSync et plus de 80 % pour Starknet. Après EIP4844, les coûts DA ont chuté de manière significative, avec des réductions allant de 50 % à 99 % selon le mécanisme du Rollup.
3) Coûts de vérification
Spécifiques aux ZK Rollups, ces coûts servent à vérifier la fiabilité des transactions via des méthodes ZK.
4) Autres coûts
Ils incluent principalement les coûts d’ingénierie et d’exploitation hors chaîne. Compte tenu du fonctionnement actuel des Rollups, le coût des nœuds est proche de celui des serveurs cloud, relativement faible (similaire aux coûts AWS utilisés par les entreprises).
4. Comparaison des profits L2 et des données d'autres L1
À ce stade, nous avons une vue d’ensemble de la structure de revenus et de dépenses des Rollups. Comparons-la maintenant à celle d’autres L1. Nous avons sélectionné les données hebdomadaires moyennes d’Arbitrum, Base, zkSync et Starknet pour représenter la performance moyenne des Rollups.
La marge bénéficiaire globale des Rollups est similaire à celle de Solana et nettement supérieure à celle de BSC, ce qui témoigne de la supériorité du modèle économique des Rollups en matière de rentabilité et de gestion des coûts.
5. Comparaison entre Rollups
1) Aperçu général
Les performances fondamentales des Rollups varient fortement selon les phases. Par exemple, lors des anticipations d’airdrop, le volume de transactions augmente significativement, accompagné d’une hausse notable des revenus et des coûts.
La plupart des Rollups en sont encore à un stade précoce, où le profit à court terme est moins crucial que l’assurance de la durabilité financière et la compétitivité à long terme. Cela concorde avec l’approche actuelle de Starknet, qui ne facture pas de profit supplémentaire aux utilisateurs.
Toutefois, depuis mi-mars 2024, Starknet subit des pertes continues. Quelles en sont les causes potentielles ? Cette situation va-t-elle perdurer ?
Plongeons plus profondément. La structure de coût marginal des Rollups varie selon le mécanisme spécifique utilisé par chaque chaîne, les différences dans les techniques de compression des données et d’autres mécanismes de calcul entraînant des disparités de coûts.
Notre objectif est de comparer les coûts internes des Rollups afin d’évaluer horizontalement les caractéristiques propres à chacun.
2) Structure des coûts selon les types de Rollups
A. ZK Rollups
Les principales différences entre ZK Rollups concernent les coûts de vérification, souvent considérés comme des coûts fixes. Ces coûts sont difficiles à compenser par les frais perçus et constituent la cause fondamentale des déficits financiers des Rollups.
Nous prendrons Starknet et zkSync comme exemples.
Starknet
Starknet utilise son service propriétaire de vérification SHARP pour gérer le tri, la confirmation des transactions et la génération de blocs. Une fois ces étapes franchies, les transactions sont regroupées, puis des preuves sont construites via SHARP avant d'être envoyées au contrat L1 pour validation. Après approbation, la preuve est transmise au contrat principal. Chez Starknet, les coûts fixes de vérification et de disponibilité des données proviennent respectivement des processus de blocs et de lots.
Chez Starknet, les coûts variables augmentent avec le nombre de transactions, principalement en raison des coûts DA. Théoriquement, ces coûts ne devraient pas imposer de dépense supplémentaire aux utilisateurs. En pratique, cependant, Starknet facture des frais par opération d’écriture, alors que son coût DA dépend uniquement du nombre d’unités mémoire mises à jour, non de leur fréquence. Starknet a donc antérieurement surfacturé les coûts DA.
Le décalage temporel entre la perception des frais de transaction et le paiement des coûts opérationnels peut entraîner des pertes ou profits potentiels.
Ainsi, tant que des transactions ont lieu, Starknet doit continuer à produire des blocs et payer les coûts fixes associés aux blocs et aux lots. Plus le volume de transactions est élevé, plus les coûts variables augmentent. Les coûts fixes ont peu d’impact sur le coût marginal.
En raison de la limite de ressources de calcul par bloc (Cairo Steps), le calcul des frais gas chez Starknet repose sur les ressources utilisées et la quantité de données, intégrant coûts fixes et variables. Il est difficile d’attribuer précisément les coûts de chaque bloc ou lot à chaque transaction, mais dès qu’un seuil de ressources (déclenchant le coût fixe) est atteint, une partie de ce coût fixe peut être calculée et facturée selon les ressources consommées.
Toutefois, en raison de la contrainte de temps par bloc, si le volume de transactions est insuffisant (faible charge de calcul par bloc), les ressources utilisées ne reflètent pas fidèlement les coûts à répartir, empêchant ainsi une couverture complète des coûts fixes. De plus, cette « limite de ressources de calcul » peut changer avec les mises à jour des paramètres du réseau Starknet. Les importantes pertes observées brièvement après EIP4844 en sont un exemple, atténuées seulement après ajustement des paramètres de calcul inclus dans les frais.
Le modèle de tarification de Starknet ne permet pas de couvrir efficacement les coûts fixes par transaction. Par conséquent, lors des mises à jour du réseau ou de très faible activité, Starknet subit des pertes.
zkSync (zkSync Era)
Après la mise à jour Boojum, zkSync Era est passé de la vérification par blocs à la vérification par lots, ne stockant que les différences d’état, réduisant ainsi efficacement les coûts de vérification et DA. Le processus est similaire à Starknet : le séquenceur soumet les lots au contrat Executor (différences d’état et engagement DA), les nœuds Prover soumettent les preuves (preuves ZK et engagement DA). Les lots sont ensuite exécutés (tous les 45 lots environ). La différence réside dans le fait que Starknet supporte des coûts de vérification à la fois pour les blocs et les lots, tandis que zkSync ne les supporte que pour les lots.
Comparaison des coûts entre zkSync et Starknet
Comparé à zkSync Era, Starknet a des lots beaucoup plus volumineux : zkSync Era limite chaque lot à 750 ou 1000 transactions, tandis que Starknet n’a aucune limite par lot.
Le tableau montre clairement que Starknet possède une capacité d’extension supérieure. Sa limite de ressources par bloc lui permet de traiter davantage de transactions et de lots, améliorant ses performances dans les scénarios à haute fréquence ou impliquant de nombreuses opérations simples. Toutefois, en période de faible volume, Starknet souffre de coûts fixes élevés. À l’inverse, zkSync, grâce à sa forte efficacité de compression et à une gestion flexible des ressources, s’adapte mieux aux fluctuations du prix gas L1 et aux périodes d’inactivité. Il présente toutefois une limitation dans la vitesse de génération des blocs.
Pour les utilisateurs, le modèle de tarification de Starknet est souvent plus avantageux, moins corrélé à la L1, et bénéficie davantage d’économies d’échelle. Celui de zkSync est plus économique, mais plus sensible aux variations de la L1. Pour les Rollups, en période d’activité faible, les coûts fixes élevés de Starknet peuvent entraîner des pertes, tandis que zkSync est mieux adapté. Starknet convient mieux pour traiter de nombreux flux de transactions simultanément tout en maîtrisant les coûts, tandis que le mécanisme actuel de zkSync pourrait légèrement limiter ses performances à très haut volume.
B. Rollups optimistes (Optimistic Rollups)
La structure de coûts des Optimistic Rollups est relativement simple. Sans coûts de vérification, les utilisateurs paient uniquement les coûts de calcul L2 et les coûts DA liés à la publication des données sur la L1. Un root d’état est régulièrement envoyé à la L1 par bloc (ou par groupes de blocs), constituant un coût fixe. La publication des transactions compressées représente un coût variable prévisible, réparti uniformément entre les transactions.
Comparés aux ZK Rollups, les Optimistic Rollups ont des coûts fixes plus faibles, ce qui les rend plus adaptés aux scénarios à volume moyen. Toutefois, chaque transaction nécessitant une signature, cela entraîne des coûts DA ou variables plus élevés. En période d’activité intense, leur avantage en coût marginal diminue.
À l’échelle actuelle d’adoption, les coûts fixes des ZK Rollups peuvent entraîner des dépenses plus élevées que celles des Optimistic Rollups, augmentant ainsi le coût pour l’utilisateur. Néanmoins, l’avantage d’extensibilité des ZK Rollups est marqué : avec l’augmentation du volume, les coûts de vérification diminuent progressivement, et les économies marginales réalisées finiront par surpasser celles des Optimistic Rollups. De plus, la possibilité d’exécuter des Validiums/Volitions, nécessitant uniquement les différences d’état pour la DA, ainsi qu’une vitesse de retrait plus rapide, est plus favorable à l’extensibilité et à l’écosystème RaaS.
C. Comparaison des données
D’après le tableau, en revenus par transaction, Base affiche des revenus élevés, tandis que Starknet est bas. Notons qu’avant EIP4844, Arbitrum avait des revenus élevés par transaction, mais après la mise à jour, Base a vu ses revenus par transaction augmenter.
D. Coûts
En coût par transaction, avant EIP4844, Base avait des coûts très élevés dus aux frais DA importants, entraînant un coût marginal plus élevé. Les avantages attendus d’économies d’échelle ne se sont pas clairement manifestés. Après EIP4844, la baisse drastique des coûts DA a permis à Base de réduire massivement son coût par transaction, devenant ainsi le plus bas parmi tous les Rollups. La comparaison entre OP et ZK montre clairement que les Rollups OP ont davantage bénéficié de la mise à jour.
Les coûts DA de StarkNet ont baissé d’un facteur 4 à 10, légèrement moins que les Rollups OP. Cela confirme notre théorie : les ZK Rollups ont moins bénéficié de EIP4844 que les OP Rollups. La performance post-EIP4844 des coûts ZK reflète également l’impact des coûts fixes.
E. Profits
D’après les données, grâce aux économies d’échelle, Base affiche la marge bénéficiaire la plus élevée, largement supérieure à celle d’Arbitrum. Parmi les ZK Rollups, en raison du faible volume, Starknet ne parvient pas à couvrir ses coûts fixes, entraînant un profit négatif par transaction. zkSync, bien que bénéficiaire, voit ses profits limités par les coûts fixes, restant inférieurs à ceux des OP Rollups. EIP4844 n’a pas directement accru les marges ; les principaux bénéficiaires sont les utilisateurs, qui constatent une baisse massive de leurs dépenses.
6. Perspectives futures
1) Du côté des coûts
Actuellement, la plupart des Rollups en sont encore aux premiers stades de leur courbe de profit. Avec l’augmentation du volume de transactions, le coût marginal et le coût fixe moyen par transaction diminuent. Toutefois, à l’avenir, avec la croissance du volume dans l’écosystème L2, l’augmentation du coût moyen par transaction due à la capacité réseau fera progressivement remonter le coût marginal (comme observé chez Base entre mars et mai). Ce phénomène est crucial et ne peut être ignoré pour le développement à long terme des Rollups.
À court terme, pour les Rollups, réduire plus efficacement le coût marginal reste la meilleure stratégie pour dominer la concurrence. Adapter dynamiquement les modèles de revenus et de coûts selon les conditions du marché s’avère une solution judicieuse.
2) Du côté des revenus
Pour maintenir une compétitivité durable, les protocoles devraient idéalement éviter de facturer des frais supplémentaires aux utilisateurs, voire envisager des subventions pour maintenir des frais bas et stables. Bien que les frais prioritaires puissent augmenter les revenus, une activité chaîne suffisante reste indispensable.
Après EIP4844, certains Rollups (comme Arbitrum) ont vu leurs revenus chuter fortement, ayant presque éliminé les profits cachés issus des frais DA. Le modèle de revenus des Rollups devient ainsi plus simple, centré principalement sur les frais L2.
Globalement, le modèle économique des Rollups bénéficie réellement des économies d’échelle, particulièrement pour les ZK Rollups. Simplement, les conditions actuelles du marché ne favorisent pas encore pleinement l’expression de cet avantage.
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