Interpretando o "Sorting Pool" do Metis PoS: Descentralização, o caminho para o rollup descentralizado

Por Gou, Foresight News

Jon Charbonnea, cofundador da DBA, disse que todos os rollups não são verdadeiros rollups nos dias de hoje.

Uma das razões mais importantes para uma visão tão extrema é que quase todas as redes Rollup atualmente usam um modelo sequenciador único centralizado. Para as redes que adotaram o Optimistic Rollup, embora a própria equipe do projeto provavelmente não opte por fazer o mal no sequenciador, uma vez que o sequenciador é atacado ou controlado por outros, isso pode ter consequências catastróficas. Mesmo sem considerações de segurança, os sequenciadores únicos são completamente resistentes à censura.

Tem havido uma longa história de discussão e defesa da descentralização dos sequenciadores, e recentemente Metis foi o primeiro a fornecer uma resposta a esta pergunta.

Por que a descentralização dos sequenciadores é tão importante?

Antes de entrarmos nos detalhes da solução de sequenciador descentralizado do Metis, vamos dar uma breve olhada em duas perguntas: O que é um sequenciador e por que ele é importante?

A rede Layer2 baseada em Rollup no topo do ETH Workshop é essencialmente composta por uma cadeia independente e o “Rollup Contract” no ETH Workshop. Ao mesmo tempo, a rede de Camada 2 também precisa de um sequenciador off-chain para receber as transações que ocorrem na Camada 2, determinar a ordem em que as transações são executadas e, em seguida, empacotar as transações em lotes e enviá-las para o “Contrato de rollup” no ETH. Quando o “Contrato de Rollup” no ETH Square embalar o Lote transmitido em um bloco, a transação será finalizada.

Essencialmente, a verdadeira “confirmação” das transações na rede de camada 2 ainda está no ETH, e o sequenciador desempenha um papel na transmissão de informações no meio.

Metis usa o esquema Optimistic Rollup, que, como o nome sugere, é caracterizado por assumir que todas as transações no lote são reais e válidas, sem verificar todas as transações. Por causa disso, juntamente com o fato de que as transações são centralizadas e depois confirmadas, as taxas de transação da rede Layer2 com base no Optimistic Rollup são muito baixas.

Atualmente, a rede de camada 2 é quase sempre administrada pela equipe do projeto e, para não “quebrar suas próprias placas”, é muito raro que a transação enviada no sequenciador seja inválida. Apesar disso, ainda existe a possibilidade de que formações centralizadas sejam atacadas e forçadas a excluir certas transações. Isso é claramente inaceitável para o mundo cripto, onde “sem permissão” e “sem confiança” são primordiais, e a descentralização é um caminho que deve ser tomado.

O caminho de Metis para a descentralização

Como uma das primeiras redes Layer2 a praticar sequenciadores descentralizados, a Metis fornece um modelo para o caminho a seguir. Este modelo não só implementa a descentralização de sequenciadores, mas também fornece uma solução de “rollup otimista descentralizado”. Neste modelo, há três funções principais para implementar a descentralização do sequenciador: o administrador (Admin), o sequenciador e uma camada de consenso baseada em PoS.

O papel do Administrador :* do Administrador é gerenciar o sistema descentralizado, e suas principais responsabilidades incluem adicionar sequenciadores elegíveis à lista branca, definir o limite de staking para um único nó e definir a taxa de liberação da recompensa do bloco.

Pool de sequenciadores: um pool de sequenciadores consiste em vários sequenciadores que foram adicionados à lista branca. No Metis, os sequenciadores incluem o L2 Geth, que é responsável pela ordenação de transações e formação de blocos no Metis, o módulo adaptador, que interage com a camada de consenso PoS e outros módulos externos mencionados abaixo, e o Proponente, que é responsável por configurar o Batch e enviá-lo para L1 depois que vários sequenciadores o assinaram.

Camada de consenso PoS: A camada de consenso PoS projetada pelo Metis é independente do Metis, e sua principal responsabilidade é gerenciar assinaturas MPC. Quando há vários sequenciadores, pelo menos 2/3 das assinaturas do sequenciador são necessárias para confirmar o Lote empacotado em L1, e a camada de consenso é responsável por rehardar e atribuir chaves privadas quando sequenciadores no pool de sequenciadores entram ou saem.

Design do Mecanismo

Com a cooperação dos três papéis acima, o Rollup Otimista descentralizado de Metis começou a tomar forma. Entre eles, o “administrador” definirá os parâmetros importantes da rede geral e gerenciará as qualificações dos sequenciadores para ingressar no pool, de modo que a parte protocolar não tenha mais controle absoluto sobre tais transações, mas seja aprovada pelo administrador por meio de propostas específicas.

Para a rede de rollup, o ponto mais difícil no processo de descentralização é a descentralização do sequenciador, porque a gestão do próprio sequenciador também deve ser realizada de forma descentralizada, e precisa ser o mais eficiente e conveniente possível.

O Metis emprega assinatura MPC baseada em TSS e uma rede PoS que gerencia todo o módulo para gerenciar várias permissões de assinatura do sequenciador.

O Metis permite que qualquer sequenciador decida um lote e todos os sequenciadores participem da assinatura do MPC, se o número de assinaturas exceder 2/3, o lote é considerado válido e pode ser submetido ao contrato de Rollup em L1. A assinatura MPC executada pelo pool de sequenciadores é gerenciada por outro contrato controlado pela rede PoS e, quando a rede PoS não consegue detetar o endereço MPC, o módulo MPC é chamado para acionar a geração da chave. A chave gerada é distribuída para cada sequenciador no pool após a fragmentação, e o sequenciador fragmenta a chave que contém para assinatura MPC. As configurações deste módulo são usadas principalmente para gerenciar o ciclo de vida das chaves, incluindo geração multisig, recompartilhamento de chaves, assinatura de aplicativos, exclusão de assinaturas, etc.

Ao contrário da multiassinatura, que requer a verificação de cada assinatura na cadeia, o TSS só precisa agregar as assinaturas de todos os signatários e verificá-las uniformemente, o que melhora a taxa de confirmação da transação. Além disso, os nós PoS se comunicam entre si por meio de um canal Tendermint separado, e o tempo de execução do MPC se comunica usando o protocolo libp2p.

Token Staking

Semelhante à prova de fraude do Optimism Rollup, este modelo descentralizado emprega um mecanismo de incentivo e punição econômica para manter o mecanismo funcionando. De acordo com os membros da equipe Metis, o pool de sequenciadores consistirá inicialmente em cinco sequenciadores, que serão gradualmente aumentados no futuro, e os operadores de sequenciadores que entrarem no pool de sequenciadores precisarão apostar pelo menos 20.000 METIS. Além disso, as redes PoS mencionadas acima também exigirão que os operadores de nós participem no METIS. De acordo com a equipa do Metis, a medida poderia “reduzir ainda mais a já limitada circulação do METIS, resultando num efeito catalítico muito positivo”. 」

O METIS apostado é deduzido quando a prova de fraude é contestada com sucesso para garantir que o sequenciador não inclua transações inválidas no Lote enviado ao L1.

Pioneiro da “descentralização”.

A solução de rollup descentralizada da Metis fornece um bom modelo para a Camada 2 passar para a próxima etapa, e tem desempenhado um papel na promoção do desenvolvimento do projeto com base na garantia da descentralização, tanto em termos de design de mecanismos quanto de design de mecanismos econômicos.

Deixar o sequenciador completamente nas mãos da comunidade pode gerar um grande número de oportunidades derivadas através da promoção espontânea da comunidade. Por um lado, para os participantes, a descentralização implica algum nível de competição, já que os sequenciadores participam da produção de blocos, semelhante ao papel dos mineradores nas redes BTC. A fim de competir pelo direito à contabilidade, todas as partes continuarão a melhorar a qualidade dos seus nós, de modo a trazer espontaneamente uma atividade mais forte à rede. Metis disse: "Esta será a primeira cadeia no espaço de Camada 2 onde a comunidade está verdadeiramente envolvida na operação. 」

Além disso, devido à descentralização do sequenciador, não existe uma “resposta padrão” para a ordenação de transações, o que alimenta o solo para o nascimento e desenvolvimento da infraestrutura MEV da rede e uma gama de aplicações. Depois do MEV, uma série de produtos, como staking líquido, também pode ser derivada de tokens METIS baseados em sequenciador de staking liberando ainda mais o potencial de financeirização da infraestrutura Layer2.

Em termos de design de mecanismo, o Metis não usa multisig simples para sequenciadores operados por várias partes, mas usa um esquema de assinatura MPC baseado em TSS que é mais conveniente para adicionar ou remover signatários em tempo real, o que melhora a flexibilidade geral do pool de sequenciadores. Por outro lado, 2/3 do limiar de assinatura efetivo, esquema de assinatura “conectável”, etc., todos fazem um bom compromisso entre segurança e eficiência.

Embora o mecanismo seja projetado com segurança e eficiência em mente, a eficiência de várias novas funções adicionadas para a descentralização inevitavelmente diminuirá em comparação com o sequenciador único tradicional, e o aumento nos links pode levar a um aumento na instabilidade geral do sistema. No entanto, como uma das primeiras redes Layer2 a fornecer uma solução descentralizada completa, a Metis ainda tem muitas considerações e compensações em seu design, e a Metis disse que continuará a discutir os potenciais desafios e armadilhas da solução descentralizada para melhorias adicionais.