Rollup 2.0: The Battle for Decentralized Sequencers

I. ПредисловиеВремя летит. По словам Optimism, прошло больше года, а по словам Arbitrum, прошло почти полгода; выпуск монет был лишь первым шагом на их долгом пути. За это время Optimism обновил Bedrock и запустил универсальный модульный стек L2 OP Stack, из которого вышли звездные Rollups, такие как Base; Arbitrum нацелен на изучение применения L3 для продвижения Arbitrum Orbit.

Под руководством двух гигантов TVL Rollup Track когда-то превышал 10 миллиардов долларов США и в настоящее время стабилен на уровне около 10 миллиардов долларов США. Несмотря на то, что роллапы используются в качестве «фирменного» решения для масштабирования Ethereum, они по-прежнему имеют неустойчивые к цензуре и централизованные атрибуты. Основные цепочки Rollup, как правило, используют официальные централизованные секвенсоры. Несмотря на то, что проекты Rollup, такие как Arbitrum, Optimism и StarkNet, включают децентрализацию секвенсоров в дорожную карту, они не были реализованы в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Как самая важная часть головоломки децентрализации Rollup, децентрализованный секвенсор имеет очень важное стратегическое положение для самого Rollup, и это также стремление людей.

По данным L2Beat, TVL для трека L2 по состоянию на 1 октября 2023 года

II. Комиссия за транзакцию роллапаПрежде чем мы поймем, что такое секвенсор, давайте поговорим о компонентах комиссий за транзакции Rollup. Комиссия за транзакцию Rollup - это комиссия за газ, которую пользователи несут при L2-транзакциях, таких как Arbitrum.

Он в основном состоит из 2 частей:

1. Затраты на выполнение L2
2. L1 data feeСбор за выполнение L2: стоимость выполнения транзакции на L2 (каждая транзакция, инициированная на цепочке L2, подлежит сбору за выполнение) Стоимость газа транзакции = базовая плата L2 + приоритетная плата L2 Комиссия за выполнение L2 = цена газа транзакции * использование газа L2L1 данные платы: Стоимость размещения транзакций L2 на L1. Как правило, данные L1 стоят дороже, чем выполнение L2.

Комиссия за транзакцию L2 = Комиссия за выполнение L2 + Комиссия за данные L1

Доход от последовательности сети = доход от комиссии за транзакцию L2 - операционные расходы последователя - плата за данные уровня L1

Централизованный последователь, управляемый проектной стороной, обладает определенной ценовой мощностью (например, комиссии за выполнение L2 немного выше, а плата за данные L1 немного выше), вот почему несколько известных проектов Rollup зарабатывают много денег.

Что такое секвенсор?Секвенсор, как подразумевает название, отвечает за ранжирование транзакций. На сети Биткоин майнеры отвечают за ранжирование транзакций; Эфириум отвечает за совокупность узлов, ни один из которых не играет фиксированную роль, а скорее механизм консенсуса для определения, кто имеет право на участие в последовательном выполнении.

В настоящее время все основные Rollups работают с одним централизованным последователем. L2-транзакции пользователя вводятся в пул памяти (на данном этапе транзакции в пуле памяти находятся в неупорядоченном состоянии), и последователь сортирует и сжимает транзакции в упорядоченный набор пакетов, которые затем отправляются на уровень DA Ethereum.

Процесс работы секвенсора

Нужен ли Rollup последователь?Ответ - нет. Транзакции на Rollup могут полностью обходить секвенсор и быть отправлены на базовый уровень L1. L1 отвечает за сортировку и расчеты, но они также столкнутся с более высоким газовым потреблением и более длительным временем подтверждения транзакций.

Секвенсор Rollup похож на использование «fast track», сжимая сотни или тысячи транзакций L2 в одну транзакцию L1, тем самым значительно снижая затраты на газ. Вот почему сегодняшние популярные роллапы используют централизованные секвенсоры, которые предоставляют пользователям меньше газа и более быстрое подтверждение транзакций, тем самым улучшая пользовательский опыт транзакций.

3. Централизованный секвенсор против децентрализованного секвенсора

Централизовать!Преимущества централизации очевидны. Вы можете ранжировать транзакции как угодно; нет необходимости изменять ранжирование, и нет необходимости соглашаться по результатам ранжирования. Это означает, что скорость подтверждения транзакции очень высока, и пользовательский опыт лучше;

Однако централизация также дает последователю большую автономию для ранжирования транзакций. Он может произвольно ранжировать транзакции, чтобы максимизировать свои арбитражные возможности, захватывать MEV-значение, задерживать пользовательские транзакции и даже полностью цензурировать пользователей.

Секвенсор может получить MEV-значение, изменив порядок транзакций в пределах одного блока; что еще более вредно, поскольку секвенсор контролирует последовательность нескольких блоков подряд, легко выполнить MEV через блоки, вызывая масштабные атаки.

Все вышеуказанные ситуации - это активные проступки со стороны секвенсора. Некоторые ошибки не являются преднамеренными со стороны секвенсора, но они все равно наносят ущерб опыту и правам пользователя. Например, секвенсор случайно повторно включает транзакцию токена, которая уже была потрачена в мягком обещании, а затем отправляется на L1 для проверки. Также может быть случаи, когда транзакцию невозможно подтвердить; это также похоже на то, что один секвенсор выходит из строя, из-за чего второй уровень не может правильно генерировать блоки, и сеть долго находится в нерабочем состоянии.

Рыба и медведь невозможны, но оптимизация производительности Rollup не должна осуществляться за счёт децентрализации и устойчивости к цензуре.

Децентрализованный?Если централизация равна 1, то децентрализация гораздо больше. Существуют различия в путях реализации различных децентрализованных решений последователя, но их основная концепция одинакова, а именно - децентрализация.

Секвенсор больше не имеет права на централизованную классификацию транзакций. Роль, ответственная за классификацию, выбирается из набора наборов секвенсоров на основе определенного механизма выборов и вращается в течение фиксированного цикла.

Децентрализация предотвращает постоянное захватывание MEV последователями и также предотвращает одного последователя от просмотра транзакций пользователей. В сочетании с соответствующим механизмом уголовного наказания это также может эффективно регулировать поведение последователя.

IV. Обзор децентрализованного трекера последователейПосле долгих колебаний мы наконец перешли к делу. Децентрализованные последователи. Один из них создан самим проектом Rollup, а другой реализован третьей стороной. Использование сторонней компании для реализации децентрализованного последователя фактически также может быть названо последовательностью-как-сервис, а последовательность - это сервис.

Проекты, такие как Espresso, Astria, SUAVE и Radius, все сосредоточены на децентрализованных решениях последователей, и их пути реализации различны.

1. ЭспрессоEspresso Systems изначально была поставщиком услуг, сосредоточенных на решениях конфиденциальности. В марте 2022 года было объявлено, что она получила почти $30 миллионов в серии A финансирования от Electric Capital, Sequoia и Blockchain Capital. Espresso Systems теперь в основном преобразовалась в Espresso Sequencer, специализирующуюся на предоставлении децентрализованных услуг по синхронизации для Rollup.

Финансирование Espresso

По механизму ранжирования секвенсора Espresso транзакции L2 обычно проходят следующий жизненный цикл:

1. Транзакции, совершаемые пользователями на втором уровне, отправляются на сервер Rollup (API);

2. Транзакции попадают в пул памяти, и секвенсор (выбранный консенсусом HotShot) сортирует и включает транзакции в блок;

3. Последователь транслирует транзакцию. После достижения консенсуса HotShot через другие узлы выпускается блок, и транзакция выполняется; мягкое обещание обеспечивает быстрое подтверждение транзакции

4. Секвенсор отправляет и сохраняет сертификат согласования (QC: Сертификат кворума) с обещанием блока, содержащего транзакцию в контракте L1 секвенсора (доказывая, что блок достиг мягкой окончательности через консенсус);

5. Узел Rollup, который выполнил блок, отправляет новое состояние Rollup на L1 (на этом этапе zKrU требуется доказательство допустимости, и ORU открывает период вызова)

6. Контракт L1 Rollup проверяет допустимость обновлений состояния, проверяя QC, отправленный контрактом секвенсора.

Жизненный цикл транзакции L2 в рамках механизма сортировки Espresso

Этот процесс кажется неясным и сложным для понимания; простой способ его понимания:

Консенсус HotShot выбирает одного из набора последователей. Он отвечает за сортировку транзакций Rollup и включение транзакций в блок; этот блок должен быть подписан и согласован другими узлами Rollup (2/3 или более узлов HotShot согласны), чтобы быть «окончательным», а затем соответствующие обещания блока и новый корень состояния Rollup подаются на верификацию на уровень базы L1.

"Финальность" выше стоит в кавычках; это "финальность в кавычках" и финальность без кавычек - не концепция. "Финальность" в кавычках позволяет подтверждать транзакции Rollup быстрее, с меньшей задержкой и лучшим пользовательским опытом; однако транзакции Rollup в конечном итоге требуют, чтобы L1 базовый уровень подтвердил (zKru должен подтвердить доказательство допустимости, ORU должен дождаться окончания периода оспаривания). Если нет проблем с подтверждением того, что транзакция, отправленная Rollup, в порядке, то транзакция Rollup действительно окончательна."

Это означает: если базовый уровень L1 проверяет, что транзакция недопустима, соответствующий блок L2, который уже был выпущен, столкнется с откатом. Поэтому «окончательность» заключается в том, чтобы транзакции подтверждались быстро, и окончательность заключается в наследовании безопасности Ethereum.

Архитектура последовательности транзакций без эспрессо

Интегрировать архитектуру последовательности транзакций Espresso

Espresso + eigenLayerЭспрессо решил проблему вращения последовательности и определение "окончательности" транзакции на основе консенсуса HotShot, а также решил проблему допуска последовательности, представив EigenLayer.

Механизм повторного ставки EigenLayer позволяет стейкерам Ethereum одновременно стать последователями Espresso, обеспечивая безопасность для консенсуса HotShot. Проще говоря, стейкеры узлов Ethereum могут стать последователями Espresso (ESQ) через механизм повторной ставки EigenLayer. Получая выгоды узла PoS, стейкеры Ethereum также захватывают ценность MEV второго уровня.

Потенциальные выгоды для держателей ETH = награды собственной сети + L2 EVM + награды узлов от других цепочек PoS (с использованием механизма повторного ставки EigenLayer). Тройной бафф значительно укрепляет ETH.

Децентрализованное решение секвенсора EigenLayer

Espresso - это универсальное децентрализованное решение для последовательности. Помимо EigenLayer, экологические совместные проекты включают популярные модульные проекты, такие как Arbitrum, OP Stack, Caldera, AltLayer и т. д.

Макет проекта по экологическому сотрудничеству Espresso

2. AstriaAstria позиционируется как общий, разрешенный децентрализованный последователь, предоставляющий готовый к использованию сервис общего последователя для различных Rollups. В финансировании Astria объявила о завершении раунда зерна на сумму $5,5 миллиона, возглавляемого Maven 11 в апреле 2023 года. Среди сопредседателей - 1k (x), Delphi Digital, Lemniscap, Robot Ventures и др. Хотя масштаб финансирования невелик, институциональный состав великолепен.

Ситуация с финансированием в Astria

Механизм функционированияМеханизм работы децентрализованного последователя Astria похож на последователя Espresso. Цель - ослабить привилегии последователей путем делегирования прав на упорядочение транзакций. Давайте рассмотрим это поближе:

Для вращения последовательности Astria предложила два механизма вращения: простое вращение лидера (вращение лидера) и алгоритм консенсуса византийской ошибки (BFT).

1. Поворот лидера Множество формируется через избранного упорядочивателя, и упорядоченное множество поочередно сортирует транзакции Rollup. Этот метод предотвращает монополизацию прав ранжирования транзакций одним упорядочивателем в течение длительного времени и в определенной степени решает проблему непрерывного рассмотрения пользователей.

Механизм ротации руководства Astria.

2. Алгоритм консенсуса BFT Подобно механизму смены лидера, ответственный за ранжирование транзакций является последователь, который занимает очередь, однако 2/3 или более участников в наборе последователей должны согласиться с этим ранжированием.Каждый из двух методов имеет свои преимущества и недостатки: первый позволяет более быстрое подтверждение транзакций, быструю генерацию блоков и близок к централизованному последователю. Однако компромисс заключается в том, что все еще трудно ограничить последователей в их повороте от совершения зла; использование согласованности BFT еще менее вероятно, и 2/3 последователей в наборе должны проголосовать, чтобы достичь согласия, прежде чем появится блок. Однако на проведение голосования по согласию требуется определенное время, что вызывает задержки в сети.

Алгоритм консенсуса BFT Astria

3. SUAVESUAVE — это децентрализованное решение для совместного секвенсора plug-and-play, созданное Flashbots. В качестве общего решения SUAVE может предоставить пулы памяти и децентрализованное построение блоков для любого L1/L2. Разница между SUAVE и описанным выше дизайном общего секвенсора заключается в том, что SUAVE Chain сама по себе является EVM-совместимой цепочкой, а транзакции упорядочиваются через блочные «торги».

Архитектура SUAVEАрхитектура SUAVE состоит из 3 основных компонентов: общей среды предпочтений, оптимального исполнительного рынка и децентрализованной блочной конструкции.

1. Предпочтительная среда Предпочтения варьируются от простых транзакций до сложных событий. Предпочтения пользователей отражаются в мемпулах в виде транзакций, и среда предпочтений является общедоступным мемпулом, который объединяет предпочтения. Общая среда предпочтений, предоставляемая SUAVE, делает мультичейн-предпочтения пользователей открытыми и прозрачными, устраняет низкокачественную информацию и, в определенной степени, решает проблему кросс-чейн MEV.2) Выполните рынок Рынок исполнения - это сеть, в которой исполнители отвечают за мониторинг пула мемов SUAVE и соревнуются друг с другом, а конкуренция заставляет их предоставлять лучшее исполнение для предпочтений пользователей. Можно понять, что все исполнители достигают предпочтений пользователей через "торги" и возвращают как можно больше сгенерированных пользовательскими транзакциями MEV пользователю.3) Децентрализованное построение блоков Наконец, исходя из собранных предпочтений и лучшего пути выполнения, децентрализованная сеть построения блоков включает их в блок. На этом этапе весь процесс обнаружения транзакций, упорядочивания транзакций и создания блока был реализован.

основные компоненты SUAVE

4.RadiusTargeting Radius - это общий уровень сортировки, который не требует доверия. В отличие от описанных выше механизмов реализации, Radius обеспечивает ранжирование транзакций Rollup без доверия путем включения зашифрованных мемпулов, тем самым устраняя эффективное MEV и цензуру транзакций пользователей.

В плане финансирования Radius объявил о завершении $1.7 миллионного раунда предварительного затвердения, возглавляемого Hashed в июне 2023 года, с соинвесторами, включая Superscrypt, LambdaClass и Crypto.com.

Информация о финансировании Radius

Децентрализованные секвенсоры на основе механизмов консенсуса, таких как Espresso и Astria, снижают MEV и риск обзора в определенной степени, но за счет масштабируемости сети и эффективности времени они вызывают определенные задержки подтверждения транзакций (требуется согласование по ранжированию транзакций). Более того, хотя ранжирование транзакций осуществляется в децентрализованной среде, поскольку транзакции, связанные с мемпулом, прозрачны, все еще есть возможность злоупотребления для захвата MEV. Radius шифрует мемпулы, и связанная с ними информация о транзакциях не видна секвенсору. Цель заключается в том, чтобы предотвратить секвенсору злонамеренное извлечение MEV и обзор транзакций на источнике.

Техническая архитектураАрхитектура технологии Radius может быть разделена на следующие четыре функциональных слоя: Radius (Radius), Execution Layer (Rollup), Settlement Layer и Data Availability Layer.

1. Слой сортировки

• Пользователи отправляют криптографические транзакции и сертификаты на секвенсор; 2. Секвенсор проверяет сертификацию и подтверждает транзакцию; 3. Секвенсор сортирует транзакции, и транзакции не могут быть расшифрованы до этого момента; 4. Секвенсор строит блок; 5. Секвенсор отправляет блоки в Rollup для выполнения.2) Уровень исполнения

• Rollup получает блоки от последователя и выполняет транзакции в указанном порядке; 2. Rollup отправляет статус транзакции и доказательство статуса на уровень расчетов.3) Слой расчетов

• Слой расчетов получает статус и сертификаты статуса от Rollup и отвечает за проверку сертификации и определение окончательности транзакции; 2. Слой упорядочения проверяет, соответствует ли выполнение порядку.4) Уровень доступности данных

Слой доступности данных хранит данные и обеспечивает их доступность.

Основная функциональная иерархическая архитектура Radius

Механизм шифрования пула памяти - PVDERadius использует «Практическое Подтверждение Задержанного Шифрования» (PVDE), схему шифрования, основанную на доказательстве в нулевом знании, для создания зашифрованного пула транзакций в памяти.

Конкретный процесс выглядит следующим образом:

Когда пользователь отправляет транзакцию в последователь:

1. Пользователь создает временно-заблокированную головоломку и симметричный ключ;
2. Пользователь использует симметричный ключ для шифрования транзакции, и зашифрованная транзакция попадает в пул памяти;
3. Последователь сортирует зашифрованные транзакции. Последователь должен разблокировать головоломку с временным замком, чтобы получить ключ дешифрования;
4. Последователь вычисляет обязательство по заказу перед разблокировкой временной блокировки головоломки, и уровень расчетов для представления обязательства (используется для проверки того, что последователь представляет транзакции в Rollup в порядке).

Процесс шифрования/дешифрования транзакции радиуса

Децентрализованное решение для секвенсоровЗашифрованные пулы памяти гарантируют, что последователь ненадежен, но все еще существует риск единой точки сбоя. Если вы запустите один последователь + зашифрованный пул памяти, сбой последователя приведет к сбою сети. Для решения этой проблемы Radius предложил различные децентрализованные решения реализации последователя, включая механизмы секретного выбора лидера, механизмы сегментации групп последователей и т. д.

Конечно, Radius также может выбрать ссылаться на механизм вращения секвенсора Espresso и Astria, делая последовательность транзакций децентрализованной и недоверенной.

Оптимизация блок-пространстваС помощью оптимизации блочного пространства Radius стремится достичь цели защиты пользователей при максимизации прибыли от Rollup. В накопительном пакете используется механизм ранжирования услуг в порядке живой очереди (FCFS). Преимущество заключается в том, что он может эффективно предотвращать MEV, а недостаток заключается в том, что потенциальная прибыль от аукционов блочного пространства должна быть принесена в жертву.

Для решения описанной выше проблемы ранжирования транзакций Radius делит блочное пространство на 2 части: верхнее блочное пространство и нижнее блочное пространство:

Среди них верхнее блочное пространство посвящено пользовательским транзакциям, шифруя их для исключения манипулирования рейтингом транзакций, тем самым защищая пользователей от вредного MEV и рисков цензуры; нижнее блочное пространство вводит торговый рынок на основе аукциона, где арбитры могут представлять пакеты транзакций и свои ставки секвенсору, и секвенсор выберет пакет транзакций с самой высокой ставкой для включения в блок. Этот метод позволяет максимизировать прибыль Rollup.

Вышеупомянутое является текущим основным общим децентрализованным решением последовательности. Для Rollup вы сталкиваетесь с запуском централизованного последователя или децентрализованного последователя? Интегрировать решение общего назначения стороннего последователя или децентрализовать его самостоятельно? Какие технологии используются для реализации решений по децентрализации последовательности транзакций? Взвесьте плюсы и минусы по нескольким измерениям и т. д.

5. Игра между Rollups

Trade-off 1: Децентрализованный или нет?Несколько основных Rollup, таких как Optimism, Arbitrum, zk

Sync и Base, зарабатывают много денег, запуская централизованные последователи. Децентрализация неизбежно потребует распределения прибыли. Никто не хочет делиться этим сладким угощением, не учитывая все более жесткую конкуренцию на рынке Rollup. Но предположим, что Rollup выходит вперед с запуском децентрализованного последователя. Это, вероятно, огромная точка входа для привлечения трафика, формирующая демонстрационный эффект в сегменте Rollup, заставляя тем самым другие проекты Rollup децентрализовать своих последователей.

Trade-off 2: Интеграция общих сторонних решений против внутренних специализированных решенийВообще говоря, у секвенсоров есть 2 способа достичь децентрализации: один — использовать то, что сделали другие; Другой – сделать это самостоятельно. Поскольку третьи стороны, такие как Espresso и Astria, могут предоставлять Rollup готовые услуги децентрализованного секвенсора, сама Rollup может продолжать фокусироваться на дифференциации продукта и оптимизации производительности для повышения своей основной конкурентоспособности; Кроме того, интегрированные децентрализованные решения секвенсоров общего назначения также более благоприятны для достижения интероперабельности, предоставляя больше возможностей, включая арбитраж между собой. Недостатком этого решения может быть то, что собственный нативный токен Rollup не может быть эффективно расширен.

Если Rollup использует внутреннее специализированное решение для реализации децентрализованного последователя, это самое долгое и дорогостоящее решение, но действительно наиболее эффективный способ включить родной токен Rollup. Например, проект StarkNet может потребовать, чтобы пользователь заложил родной токен соглашения в качестве последователя для участия в ранжировании транзакций Rollup и взимать определенную сервисную плату для достижения накопления стоимости.

Trade-off 3: Какое технологическое решение использовать для достижения децентрализованного рейтинга?Как упоминалось ранее, существует множество технических решений для достижения децентрализованного ранжирования транзакций, включая, помимо прочего, решения, основанные на различных механизмах консенсуса, FCFS, блочных торгах и зашифрованных мемпулах. Каждое решение по внедрению технологии имеет свои преимущества и недостатки: на основе механизмов консенсуса эффективность по времени будет ограничена, зашифрованные мемпулы не смогут максимизировать прибыль от Rollup и т. д. Конечно, вы также можете сослаться на интеграцию Astria, состоящей из 2 различных технологических реализаций. Компромисс между различными техническими реализациями является проблемой, требующей тщательного рассмотрения во всех проектах Rollup.

Напишите в концеХотя Optimism и Arbitrum, лидеры среди систем Rollup, уже выпустили монеты, это, вероятно, всего лишь отправная точка; соревнование в полном смысле этого слова, возможно, только начинается. По крайней мере, судя по текущим тенденциям, децентрализованные последователи должны стать полем боя для военных.

Проекты ZK Rollup также тихо набирают обороты. В условиях все более конкурентной среды допустить ошибку может привести к неисправимым потерям. Однако, сталкиваясь с инновациями, влияющими на жизнь и смерть проекта, Rollups не имели выбора, кроме как приспособиться к общему тренду.

Disclaimer：- Эта статья перепечатана с [зеркало]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [helloyyy]. Если у вас есть возражения к этому повторному изданию, пожалуйста, свяжитесь с командой Gate Learn（gatelearn@Gate.com）, и они немедленно разберутся с этим.- Ответственность: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно мнением автора и не являются инвестиционными советами.- Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.