オプティミズムが米国のグレーディング手数料をどのように実現するかについての詳細な分析
翻訳者注: オプティミズムは 1 月に、ロールアップの固定オーバーヘッド (固定オーバーヘッド) を 2750 ガスから 2100 ガスに、動的オーバーヘッド (手数料スカラー) を 1.5 倍から 1.24 倍に更新するとツイートしました。3 月に更新がリリースされ、トランザクションの呼び出しデータに対してシステムレベルの圧縮を実行します。この一連の調整とアップデートはオプティミズムの経費に大きな変化をもたらし、それがユーザーの取引手数料に影響を与えることになる（取引手数料は平均30％～40％削減される）。これらの料金要素はオプティミズムの運営においてどのような役割を果たしますか?この記事では、まず Optimism のオーバーヘッド全体の構成要素を紹介し、次にこれらの構成要素の調整がユーザーの取引手数料にどのような影響を与えるかを分析します。
楽観主義取引手数料の導入
オーバーヘッドをどのように削減するかを理解するには、まずオプティミズムの取引手数料の構成要素を理解する必要があります。1) ロールアップのオーバーヘッド: トランザクションをトランザクション バッチに「ロールアップ」(パッケージ化)し、イーサリアム メインネット (L1) に送信するコスト。2) L2 実行オーバーヘッド: Optimism (L2) でトランザクションを実行する際のオーバーヘッド。詳細については、以下をお読みください。"楽観主義の仕組み"書類。
1) ロールアップのオーバーヘッド
Optimism では、ユーザーはトランザクション実行全体に対する L1 ガス料金を支払う必要がなくなり、トランザクション バッチを通じてトランザクション データを L1 に送信することによって生成された料金の一部を支払うだけで済みます。この料金には、トランザクションの実際の Calldata (入力データ) と、トランザクションをより大きなトランザクション バッチに追加するために必要な追加の処理料金である固定オーバーヘッド (固定オーバーヘッド) が含まれます。
楽観主義では、追加料金として動的オーバーヘッド (料金スカラー、コスト比例係数) も追加されます。これにより、L1価格が急激に上昇した場合のバッファーとして使用できる余剰資金と、公共財の開発を促進するための余剰資金が得られます。 (これはオプティミズム PBC の「公共財の遡及募金」に関する記事で約束されています。また、資金調達の第 1 ラウンドに関する要約記事もお読みください)
Calldata のオーバーヘッドと L1 ガスの価格はイーサリアム L1 によって決まります。ただし、固定オーバーヘッドと手数料スカラーは、楽観主義によって調整できる「派手な数字」です。
「L1 ガス料金」は、次のロールアップコストを表します。
Layer 1 Gas Fee =Fee Scalar * L1 Gas Price * (Calldata + Fixed Overhead)
現在、Optimismではロールアップオーバーヘッドが取引手数料の約99.6%を占めており、この部分を最適化することで取引手数料を大幅に削減できます。
2) L2 実行オーバーヘッド
Optimism でのトランザクションは、イーサリアムでの同等のトランザクションと同じ量のガスを使用しますが、Optimism でのガスの標準オーバーヘッドはわずか 0.001 グウェイであり、L1 よりも何倍も安価です。このガス価格は使用量が多い期間にはわずかに値上がりしますが、平均すると総取引手数料の 0.4% にすぎません。
「L2 ガス料金」は実行オーバーヘッドを表します。
Layer 2 Gas Fee = L2 Gas Price * L2 Gas Used
取引手数料の節約
ロールアップ オーバーヘッドと L2 実行オーバーヘッドを追加すると、合計トランザクション手数料が得られます。単純なトランザクション (ETH 送金など) の場合、Optimism のコストはイーサリアムの約 5 倍安いですが、より複雑なインタラクション (永久スワップトランザクションやオプショントランザクションなど) の場合、Optimism はイーサリアム L1 を直接上回るパフォーマンスを発揮します。 。
新しい料金パラメータをご覧ください
料金を引き下げる前は、固定オーバーヘッド パラメーターはトランザクションあたり 2750 ガスに設定され、料金スケーリング ファクターは 1.5 倍に設定されていました。その後、両方にいくつかの調整が加えられました。
1. 低オーバーヘッド構造: Optimism が昨年 11 月 11 日に EVM Equivalence (EVM Equivalence) をアップグレードして以来、Optimism トランザクション バッチを L1 に送信するために必要なガスが少なくなりました。実際のオーバーヘッドは、トランザクションあたり 2,750 ガスから 2,100 ガスまで、ほぼ 25% 削減されました。
2. 経験からの教訓: Optimism はまだ初期段階にありますが、数か月前のメインネットの立ち上げ以来、プレミアムを 35% の利益率から 10% の利益率 (利益) まで削減できることはわかっていました。比率 = [L2 収集料金 - L1 コミット オーバーヘッド]/L2 収集料金)。
EVM等価アップグレード後のオーバーヘッドガスの削減
予測と最適化
次のステップは、低いオーバーヘッドを Optimism ユーザーのより安価な料金に変換することです。固定オーバーヘッドと料金スケール係数の 2 つのパラメーターを適切に調整するには、料金に何が影響するかを理解する必要があります。
1. Calldata：Calldata ガスの量はトランザクション タイプによって決まります (例: ETH 転送: 0 calldata ガス、Chainlink oracle 更新: 890 ガス、Uniswap V3 トランザクション: 3200 ガス)。平均的なトランザクションでは 1,100 calldata ガスが使用されますが、Optimism のさまざまなアプリが広く採用されているため、このガスは増減する可能性があります。
2. オーバーヘッド:合計バッチ サイズが大きくなるにつれて、バッチにトランザクションを追加するオーバーヘッドが減少します。ここが、L2 スケーリングが L1 スケーリングと異なる点です。つまり、トランザクションが多いほど、トランザクション手数料が安くなります。オーバーヘッドは 2750 ガスから 2100 ガスに減少し、Optimism の使用量が増加するにつれて減少し続けます。
3. L1 ガス価格:画像の説明
オーバーヘッドガスのコストはバッチサイズによって異なります
これらの要因がどのようなものであるかはわかりましたが、料金を下げると、使用量が変化することが予想されます (トランザクションの増加、通話データの使用量の増加など)。したがって、いくつかの仮定を立て、一連のシナリオを提案し、これらの範囲内でランダムな 5000 日をシミュレートしました (モンテカルロ法、モンテカルロ法を参照)。次に、単純な最適化問題が得られます。つまり、固定間接費と経費率係数を調整することで、10% の利益という目標にできる限り近づくことができます。
結論は、固定費を 2100 ガスに調整し、原価率係数を 1.24 倍に調整します。
最新のデータを知りたいですか?トランザクションオーバーヘッドダッシュボードをご覧ください。
楽観的なロールアップは急速に成熟しています。 「0 から 1」の段階を通過したら、次のステップは「最適化」を開始することです。最も現実的な最適化はオーバーヘッドの最適化です。来月以内に、実稼働 ORU ネットワークに最初のシステム レベルの通話データ圧縮を導入し、30 ～ 40% のコスト削減を達成する予定です。
将来的には、ガス料金をさらに節約するための他の計画もあり、今夏には次のメジャー バージョンである Bedrock がリリースされる予定です。この投稿では、calldata 圧縮の詳細、特に、さまざまな圧縮アルゴリズムをどのように評価するか、およびそれらをどのように活用して 1 ドル以下の料金を実現するかについて詳しく説明します。
コールデータの概要
Optimism はデータ可用性レイヤーとしてイーサリアムを使用します。これは、Optimism で実行されたすべてのトランザクションが Ethereum に保存される (ただし実行されない) ことを意味します。現在、Optimism トランザクションは calldata に保存されています。複数の L2 トランザクションが 1 つのバイナリ BLOB にまとめられ、この BLOB (およびその他の情報) がトランザクションのデータ フィールドに格納されます。そのデータを取得するには、トランザクション本体自体 (ブロックに保存されている) を振り返る必要があります。イーサリアムのブロックは保存されるため、オプティミズム チェーン上のトランザクションはイーサリアムの助けを借りていつでも再構築できます。
データをブロックに保存することは、データをコントラクト状態に保存するよりもはるかに安価ですが、履歴ブロックを永続化するとノード オペレーターにコストがかかります。したがって、イーサリアムは通話データに対して課金します。 0 バイトの各 calldata は 4 ガスを消費し、非ゼロバイトの calldata は 16 ガスを消費します (0 バイトのクラスは、Optimism に送信されるバイトの約 40% を占めます)。
通話データを L1 に公開することはガス料金を節約するためのロールアップの重要な部分ですが、この料金はレイヤー 2 ユーザーにとってトランザクションの主なコストでもあります。つまり、calldata で公開するデータ量を減らすことができれば、ロールアップのトランザクション手数料を安くすることができます。圧縮へ: データ サイズを削減する技術!以下は、実際の運用におけるデータ圧縮の詳細な分析です。
圧縮の概要と結果
私たちは、Optimism によってイーサリアムに送信された 22,000 のバッチ (約 300 万の個々のトランザクション) を調査し、それらをさまざまな構成で圧縮して、圧縮を実行する最適な方法を決定し、可能なことを実験しました。
また、さまざまな圧縮アルゴリズムを検討し、圧縮率 (非圧縮サイズに対する圧縮データ サイズの割合) と推定節約量 (トランザクション内のバイトの 40% が 0 バイトであると仮定) を計算しました。
注意すべき構成オプションの 1 つは辞書です。事前に辞書を作成して、実世界のデータで一般的に使用されるアルゴリズムのデータ チャンクを表示します。圧縮アルゴリズムは、特に少量のデータを一度に圧縮する場合に、辞書を使用してデータをより適切に圧縮します。トランザクションをランダムにサンプリングすることで、zlib および zstd の辞書を作成でき、単一トランザクションおよびトランザクション バッチを圧縮する際の圧縮率を向上できます。
Ethereum トランザクションのほとんどのフィールドはランダムであるため (アドレスと関数セレクターはハッシュであり、署名はすべてランダムである必要があります)、単一の Ethereum トランザクションの圧縮率は高くありません。イーサリアム自体の 0 バイトはガスを節約し、圧縮アルゴリズムはこれらのバイトをすぐに削除するため、コスト削減は圧縮率ほど大きくはなりません。したがって、コストを最大限に節約するには、できるだけ多くのデータに対して高度なアルゴリズムを実行する必要があります。
トランザクション自体を圧縮した結果は次のとおりです。
ご覧のとおり、単一トランザクション自体を圧縮しても 10 ～ 15% しか節約されません。トランザクション サイズの削減はこれよりも大きくなりますが、節約される額は小さくなることに注意してください。これは、上で説明した 0 バイトのコストが低いためです。
辞書を使用した zstandard アルゴリズムは、各トランザクションと辞書に格納されているトランザクションの間に共通点があるため、パフォーマンスが大幅に向上します。ただし、一度に大量のデータを圧縮する場合は、zstd の方がパフォーマンスが向上します。
もう一方の極端な方法は、すべての個々のトランザクションを一度に圧縮することです。これは実際には不可能ですが、最大圧縮率の例として検討することができます。
したがって、この例では、圧縮によって 10% ～ 50% のオーバーヘッドを節約できます。しかし、実際には何が達成できるでしょうか?
圧縮されたトランザクションのバッチ (数百のトランザクション) を見ると、単一のトランザクションを圧縮するよりも大幅に圧縮率が高くなりますが、すべてのトランザクションを一度に圧縮するよりはわずかに低くなります。これは、ユーザーが特定の契約を操作する傾向があるためです。また、チェーン ID やガソリン価格などの特定のフィールドは、トランザクション全体で類似する傾向があります。圧縮アルゴリズムは、これらの類似性に依存して動作します。
さまざまな圧縮アルゴリズムを比較したところ、zlib、zstd、brotli が最も高い圧縮率を持つアルゴリズムであることがわかりました。 Brotli は、同等の圧縮率では zstd または zlib よりもはるかに遅いため、除外しました。一般に、アルゴリズムの圧縮率が高いほど (またはアルゴリズムの圧縮率が高いほど)、アルゴリズムの実行は遅くなります。一般的なベンチマークでは、zstd は、さまざまな圧縮速度/比率にわたって他の圧縮アルゴリズムよりも優れたパフォーマンスを発揮する傾向があります。また、イーサリアムのトランザクションにはベンチマークのデータとは異なる特性があることにも注意してください。
要約する
要約する
要約すると、この歴史的な傾向が続けば、上記の圧縮方法を導入することでコストを 30% ～ 40% 削減できると予想されます。
Zlib 圧縮アルゴリズムを使用したバッチは、間もなく Optimism で利用できるようになります。
3/17 Kovan テストネットワークを開始 3/24 メインネットワークを開始
Zstd ベースの圧縮 (辞書付き) は、今年後半にリリースされる Optimism の将来のアップグレード ロードマップ、Bedrock に含まれています。
オプティミズムは、圧縮を通じてユーザーの料金を削減することに加えて、EIP-4844 や同様の方法を通じてデータ可用性レイヤーとして機能するイーサリアムの機能を向上させ、オーバーヘッドをさらに削減する方法も研究しています。
付録: アルゴリズムの概要
元のリンク
