Écrit par : bonjour

1. Avant-propos

Le temps passe vite. Selon Optimism, cela fait plus d'un an depuis l'émission de la monnaie. Selon Arbitrum, cela fait près de six mois. L'émission de monnaie n'est que la première étape de leur long voyage au cours de cette période. a mis en œuvre la mise à niveau de Bedrock et lancé un module commun OP Stack de pile L2, sur la base duquel Star Rollup tel que Base est né ;

Sous la direction de ces deux géants, la TVL de l'ensemble du volet Rollup a autrefois dépassé les 10 milliards de dollars et est actuellement stable à environ 10 milliards de dollars. Bien que Rollup soit très considéré comme la solution d’expansion « signature » d’Ethereum, ils ont toujours des attributs non résistants à la censure et centralisés. Les chaînes Rollup grand public gèrent généralement officiellement des trieurs centralisés. Bien que les projets Rollup tels que Arbitrum, Optimism et StarkNet aient inclus la décentralisation des trieurs dans leurs feuilles de route, ils n'ont pas encore été mis en œuvre à court et moyen terme. En tant que pièce la plus importante du puzzle décentralisé de Rollup, le trieur décentralisé occupe une position stratégique très importante pour Rollup lui-même et constitue également ce que veulent les gens.

2. Frais de transaction cumulés

Avant de comprendre ce qu’est un séquenceur, parlons d’abord de la composition des frais de transaction Rollup. Les frais de transaction de Rollup sont les frais de gaz supportés par les utilisateurs dans les transactions L2 telles que Arbitrum.

Se compose principalement de 2 parties :

1) Frais d'exécution L2

2) Frais de données L1

Frais d'exécution L2 : Le coût d'exécution d'une transaction sur L2 (chaque transaction initiée sur la chaîne L2 nécessite des frais d'exécution)

Prix ​​du gaz de transaction = frais de base L2 + frais prioritaires L2

Frais d'exécution L2 = prix du gaz de transaction * consommation de gaz L2

Frais de données L1 : coût de publication des transactions L2 vers L1. En règle générale, les frais de données L1 sont plus élevés que les frais d'exécution L2.

Frais de transaction L2 = frais d'exécution L2 + frais de données L1

Revenu net du trieur = revenus des frais de transaction L2 – Coût d'exploitation du trieur – Frais de données L1

Le trieur centralisé exploité par la partie au projet a un certain degré de pouvoir de tarification (par exemple, les frais d'exécution L2 sont facturés plus élevés, les frais de données L1 sont plus élevés), c'est pourquoi plusieurs parties bien connues du projet Rollup font beaucoup de argent.

Qu'est-ce qu'un trieur ?

Le séquenceur, comme son nom l'indique, est le rôle responsable du tri des transactions. Dans le réseau Bitcoin, la responsabilité de l'ordre des transactions incombe aux mineurs ; dans Ethereum, c'est la responsabilité d'un ensemble de nœuds. Aucun d'entre eux n'a de rôle fixe, mais davantage de mécanismes de consensus pour déterminer qui a le droit de participer aux séquences. exécution.

Actuellement, les Rollups grand public exécutent tous un trieur unique centralisé. Les transactions de l'utilisateur dans L2 entrent dans le pool de mémoire (les transactions dans le pool de mémoire sont actuellement dans un état non ordonné). Le trieur trie et compresse les transactions en un ensemble de lots ordonnés, puis les envoie à la couche DA d'Ethereum. .

Rollup nécessite-t-il un trieur ?

La réponse est non. Les transactions sur Rollup peuvent contourner complètement le trieur et être soumises à la couche de base L1, qui est responsable du tri et du règlement, mais elle sera également confrontée à une consommation de gaz plus élevée et à un temps de confirmation de transaction plus long.

Le séquenceur de cumul s'apparente à l'utilisation d'une « voie rapide » pour compresser et regrouper des centaines ou des milliers de transactions L2 en une seule transaction L1, réduisant ainsi considérablement les coûts de gaz. C'est également la raison pour laquelle les Rollups grand public actuels utilisent des trieurs centralisés, offrant aux utilisateurs moins de gaz et une confirmation de transaction plus rapide, améliorant ainsi l'expérience de transaction des utilisateurs.

3. Trieur centralisé vs trieur décentralisé

Centralisation!

Les avantages de la centralisation sont très évidents : vous pouvez trier les transactions comme vous le souhaitez. Il n’est pas nécessaire de changer de personne pour trier, ni de parvenir à un consensus sur les résultats du tri. Cela signifie qu'il a une vitesse de confirmation des transactions très rapide et une meilleure expérience utilisateur ; mais la centralisation donne également au trieur une grande autonomie dans le tri des transactions, et il peut trier les transactions à volonté pour maximiser ses propres opportunités de capturer la valeur MEV et de retarder l'utilisateur. transactions, voire censurer complètement les utilisateurs.

Le séquenceur peut capturer la valeur MEV en modifiant l'ordre des transactions au sein d'un seul bloc ; ce qui est encore plus préjudiciable est que, puisque le séquenceur contrôle l'ordre de plusieurs blocs consécutifs, il est facile d'exécuter un MEV entre blocs, ce qui entraîne une plus grande valeur. -attaque à grande échelle.

Les situations ci-dessus sont toutes causées par le trieur qui prend l'initiative de faire le mal. Certaines erreurs ne sont pas intentionnelles de la part du trieur, mais elles nuisent quand même à l'expérience et aux droits de l'utilisateur. Par exemple, si le séquenceur réinclut accidentellement une transaction de jeton dépensée dans l'engagement logiciel et l'envoie ensuite à L1 pour vérification, il peut y avoir une situation dans laquelle la transaction ne peut pas être confirmée pendant une longue période. Un autre exemple est le cas d'un seul séquenceur ; se déconnecte, ce qui empêche la deuxième couche de produire des blocs normalement et le réseau est en panne pendant une longue période.

Vous ne pouvez pas avoir le gâteau et le manger aussi, mais l'optimisation des performances de Rollup ne doit pas se faire au détriment de la décentralisation et de la résistance à la censure.

Décentralisation?

Si la centralisation est 1, alors la décentralisation est multiple. Les voies de mise en œuvre des différentes solutions de tri décentralisé sont différentes, mais leur concept de base est le même, à savoir la décentralisation.

Le trieur n'a plus l'autorité centrale pour trier les transactions. Le rôle responsable du tri est choisi parmi un ensemble de trieurs selon un mécanisme d'élection spécifique et tourne à une période fixe.

La décentralisation empêche les séquenceurs de récupérer continuellement MEV et empêche également un seul séquenceur d'examiner les transactions des utilisateurs. Couplé au mécanisme de punition correspondant pour les actes répréhensibles, il peut également réguler efficacement le comportement du séquenceur.

4. Aperçu de la piste de tri décentralisé

Après avoir erré si longtemps, j’en suis enfin arrivé au point. Un trieur décentralisé est réalisé par le projet Rollup lui-même et l'autre est mis en œuvre avec l'aide d'un tiers. Le recours à un tiers pour implémenter un séquenceur décentralisé peut en fait être appelé Sequencing-as-a-Service.

Des projets tels que Espresso, Astria, SUAVE, Radius, etc. se concentrent tous sur des solutions de tri décentralisées et leurs voies de mise en œuvre sont différentes.

1. Expresso

Espresso Systems a été l'un des premiers fournisseurs de services axés sur les solutions de confidentialité. En mars 2022, il a annoncé avoir reçu près de 30 millions de dollars américains en financement de série A d'Electric Capital, Sequoia et Blockchain Capital. Espresso Systems se transforme actuellement en Espresso Sequencer, spécialisé dans la fourniture de services de séquenceur décentralisés pour Rollup.

Dans le cadre du mécanisme de tri du trieur Espresso, le cycle de vie des transactions L2 est généralement le suivant :

1) Les transactions des utilisateurs sur la deuxième couche sont envoyées au serveur Rollup (API) ;

2) La transaction entre dans le pool de mémoire et le trieur (élu par consensus HotShot) trie la transaction et l'inclut dans un bloc ;

3) Le séquenceur diffuse la transaction, et une fois que les autres nœuds ont atteint le consensus HotShot, le bloc est généré et la transaction est exécutée. L'engagement souple fournit une confirmation rapide de la transaction ;

4) Le séquenceur envoie l'engagement de bloc contenant la transaction avec le certificat de consensus (QC : Quorum Certificate) et le stocke dans le contrat du séquenceur L1 (prouvant que le bloc atteint une finalité douce par consensus) ;

5) Le nœud Rollup qui a exécuté le bloc envoie le nouvel état Rollup à L1 (à ce moment, zkRU doit être accompagné d'un certificat de validité, et ORU ouvre la période de challenge) ;

6) Le contrat L1 Rollup vérifie la validité de la mise à jour du statut en vérifiant le QC envoyé par le contrat séquenceur.

Ce processus semble obscur et difficile à comprendre, mais la compréhension simple est la suivante :

Le consensus HotShot sélectionne l'un des séquenceurs d'un groupe, qui est responsable du tri des transactions Rollup et de l'inclusion des transactions dans un bloc ; ce bloc doit être signé par d'autres nœuds Rollup pour atteindre un consensus (plus de 2/3 des nœuds HotShot sont d'accord) est "final". ", puis l'engagement de bloc pertinent et la nouvelle racine de l'état de cumul sont soumis à la couche de base L1 pour vérification.

La « finalité » ci-dessus est entre guillemets. La « finalité » avec guillemets et la finalité sans guillemets ne sont pas le même concept. La « finalité » entre guillemets est de permettre aux transactions Rollup d'être confirmées plus rapidement, avec moins de retard et une meilleure expérience utilisateur. Cependant, les transactions Rollup nécessitent en fin de compte la couche de base L1 pour la vérification (zkRU doit vérifier le certificat de validité, ORU a besoin d'attendre ; la fin de la période de contestation) et en vérifiant qu'il n'y a aucun problème avec la transaction soumise par Rollup, ce n'est qu'alors que la transaction Rollup deviendra véritablement définitive.

Cela signifie que si la transaction de vérification de la couche de base L1 n'est pas valide, le bloc L2 associé qui a été produit sera annulé. Par conséquent, la « finalité » consiste à permettre aux transactions d’être confirmées rapidement, et la finalité consiste à hériter de la sécurité d’Ethereum.

Expresso + EigenLayer

Espresso résout le problème de la rotation des trieurs et de la détermination de la « finalité » des transactions sur la base du consensus HotShot, et résout le problème de l'accès au trieur en introduisant EigenLayer.

Le mécanisme de réengagement d'EigenLayer permet aux intervenants d'Ethereum de devenir simultanément des séquenceurs Espresso, assurant ainsi la sécurité du consensus HotShot. En bref, les contributeurs de nœuds Ethereum peuvent devenir des Espresso Sequencers (ESQ) grâce au mécanisme de réengagement d'EyegenLayer. Ils gagnent non seulement des revenus de nœuds PoS, mais capturent également la valeur du MEV de deuxième couche.

Le revenu potentiel des détenteurs d'ETH = récompenses de nœuds du réseau natif + EVM L2 + récompenses de nœuds d'autres chaînes PoS (en utilisant le mécanisme de réengagement EigenLayer). Le triple buff renforce grandement l'ETH.

Espresso est une solution de tri décentralisée à usage général. Outre EigenLayer, les projets de coopération écologique d'Espresso incluent également Arbitrum, OP Stack, Caldera, AltLayer et d'autres projets modulaires phares.

2. Astrie

Astria se positionne comme un trieur décentralisé universel et sans autorisation, fournissant des services de tri partagé prêts à l'emploi pour différents Rollups. En termes de financement, Astria a annoncé en avril 2023 avoir finalisé un tour de table de 5,5 millions de dollars américains dirigé par Maven 11, avec des institutions d'investissement participantes, dont 1k(x), Delphi Digital, Lemniscap, Robot Ventures, etc. Bien que l'échelle de financement soit petite, la gamme institutionnelle est très belle.

Mécanisme de commande

Le mécanisme de fonctionnement du séquenceur décentralisé d'Astria est similaire à celui d'Espresso Sequencer. Le but est d'affaiblir les privilèges du séquenceur en décentralisant les droits de séquençage des transactions. Spécifiquement:

Pour la rotation du séquenceur, Astria propose deux mécanismes de rotation : la rotation simple du leader (Leader Rotation) et l'algorithme de consensus Byzantine Fault Tolerance (BFT).

1) Rotation des dirigeants

Un ensemble est formé par l'intermédiaire de trieurs élus, et l'ensemble de trieurs trie à tour de rôle les transactions de cumul. Cette méthode évite qu'un seul trieur monopolise pendant longtemps les droits de tri des transactions et résout dans une certaine mesure le problème de la censure continue des utilisateurs.

2) Algorithme de consensus BFT

Semblable au mécanisme de rotation des leaders, le séquenceur à son tour a le droit d'être responsable du tri des transactions, mais 2/3 ou plus des membres de l'ensemble du trieur doivent parvenir à un consensus sur ce tri.

Les deux méthodes ont leurs propres avantages et inconvénients : la première offre une confirmation de transaction plus rapide, une génération de blocs rapide et une efficacité proche de celle d'un séquenceur centralisé. Mais le compromis est qu'il est encore difficile de contraindre les séquenceurs à leur tour à ne pas faire le mal ; la probabilité de faire le mal est encore plus faible en utilisant le consensus BFT, et 2/3 des séquenceurs de l'ensemble doivent voter pour y parvenir. un consensus avant qu’un bloc puisse être produit. Cependant, le vote par consensus prend un certain temps, ce qui entraîne des problèmes de retard sur le réseau.

3. SUAVE

SUAVE est une solution de tri partagée décentralisée et plug-and-play construite par Flashbots. En tant que solution à usage général, SUAVE peut fournir des pools de mémoire et une construction de blocs décentralisée pour n'importe quel L1/L2. La différence entre SUAVE et la conception de séquenceur partagé susmentionnée est que la chaîne SUAVE elle-même est une chaîne compatible EVM qui implémente l'ordre des transactions via des « enchères » de blocs.

Architecture SUAVE

L'architecture de SUAVE se compose de 3 composants principaux : un environnement de préférence universel, un marché de meilleure exécution et une construction de blocs décentralisée.

1) Environnement privilégié

Les préférences couvrent un large éventail, des transactions simples aux événements complexes. Les préférences des utilisateurs sont reflétées dans le pool de mémoire sous forme de transactions, et l'environnement de préférences sert de pool de mémoire public pour rassembler les préférences. L'environnement de préférence universel fourni par SUAVE rend les préférences des utilisateurs multi-chaînes ouvertes et transparentes, éliminant les lacunes d'information et résolvant dans une certaine mesure le problème du MEV inter-chaînes.

2) Marché d'exécution

Le marché de l'exécution est un réseau de participants qui écoutent le memepool SUAVE et se font concurrence, la concurrence les poussant à fournir la meilleure exécution selon les préférences des utilisateurs. On peut comprendre que tous les exécuteurs réalisent les préférences de l'utilisateur par le biais des « enchères » et renvoient à l'utilisateur autant de MEV générés par les transactions de l'utilisateur que possible.

3) Construction de blocs décentralisés

Enfin, sur la base des préférences collectées et des chemins d'exécution optimaux, le réseau décentralisé de construction de blocs les inclut dans des blocs. À ce stade, l’ensemble du processus de découverte des transactions, de tri des transactions et de création de blocs est réalisé.

4.Rayon

Radius se positionne comme une couche de commande partagée sans confiance. Différent des mécanismes de mise en œuvre des solutions précédentes, Radius garantit que les transactions Rollup sont triées sans confiance en activant un pool de mémoire crypté, éliminant ainsi l'examen efficace des MEV et des transactions utilisateur.

En termes de financement, Radius a annoncé en juin 2023 la finalisation d'un tour de table de pré-amorçage de 1,7 million de dollars dirigé par Hashed, avec la participation de Superscrypt, LambdaClass et Crypto.com.

Les trieurs décentralisés basés sur des mécanismes de consensus tels qu'Espresso et Astria réduisent dans une certaine mesure les risques de MEV et de censure, mais au détriment de l'évolutivité du réseau et de l'efficacité du temps, ils entraînent un certain délai de confirmation de transaction (la transaction doit être ordonnée pour parvenir à un consensus) . De plus, bien que le tri des transactions se fasse dans un environnement décentralisé, puisque les transactions pertinentes du mempool sont transparentes, le trieur a encore de la place pour que le mal s'empare de MEV crypte le mempool, et les informations de transaction pertinentes sont invisibles pour le trieur, dans le but de tuer. le problème des séquenceurs récupérant de manière malveillante MEV et censurant les transactions à la source.

Architecture technique

L'architecture technologique Radius peut être divisée en quatre couches fonctionnelles suivantes : couche de tri (Radius), couche d'exécution (Rollup), couche de règlement et couche de disponibilité des données.

1) Couche de tri

1. L'utilisateur soumet des transactions et des certificats cryptés au séquenceur ;

2. Le séquenceur vérifie la preuve et valide la transaction ;

3. Le séquenceur trie les transactions, et les transactions ne peuvent pas être déchiffrées avant cela ;

4. Le trieur construit un bloc ;

5. Le trieur soumet le bloc à Rollup pour exécution.

2) Couche d'exécution

1. Rollup reçoit les blocs du séquenceur et exécute les transactions dans l'ordre fourni ;

2. Rollup soumet le statut de la transaction et le certificat de statut à la couche de règlement.

3) Couche de règlement

1. La couche de règlement reçoit le statut et le certificat de statut de Rollup et est chargée de vérifier le certificat et de déterminer le caractère définitif de la transaction ;

2. La couche de séquençage vérifie que l'exécution correspond à l'ordre.

4) Couche de disponibilité des données

La couche de disponibilité des données stocke les données et garantit que les données sont disponibles.

Mécanisme de cryptage du mempool - PVDE

Radius utilise un système de cryptage basé sur des preuves sans connaissance appelé Practical Verifiable Delayed Encryption (PVDE) pour créer un pool de mémoire crypté.

Le processus spécifique est le suivant :

Lorsqu'un utilisateur soumet une transaction au séquenceur :

1. L'utilisateur génère un puzzle de verrouillage temporel et une clé symétrique ;

2. L'utilisateur utilise une clé symétrique pour chiffrer la transaction, et la transaction chiffrée entre dans le pool de mémoire ;

3. Le séquenceur trie les transactions cryptées et le séquenceur doit déverrouiller le puzzle de verrouillage temporel pour obtenir la clé de décryptage ;

4. Le séquenceur calcule l'engagement de commande avant de déverrouiller le puzzle de verrouillage temporel et soumet l'engagement à la couche de règlement (utilisée pour vérifier que le séquenceur a soumis la transaction au Rollup dans l'ordre).

Solution décentralisée pour les trieurs

Le pool de mémoire crypté garantit que le séquenceur n'est pas fiable, mais le risque d'un point de défaillance unique existe toujours. Si vous exécutez un seul trieur + un pool de mémoire chiffré, une panne du trieur entraînera un temps d'arrêt du réseau. Afin de résoudre ce problème, Radius a proposé diverses solutions de mise en œuvre de tri décentralisées, notamment des mécanismes secrets d'élection de dirigeants, des mécanismes de partitionnement de groupes de tri, etc.

Bien entendu, Radius peut également choisir de se référer au mécanisme de rotation des trieurs d'Espresso et d'Astria, tout en réalisant un tri des transactions décentralisé et sans confiance.

Optimisation de l'espace des blocs

Radius vise à atteindre l'objectif de protéger les utilisateurs et de maximiser les bénéfices du Rollup grâce à l'optimisation de l'espace des blocs. Le rollup utilise un mécanisme de tri par premier arrivé, premier servi (FCFS). L'avantage est qu'il peut empêcher efficacement le MEV, mais l'inconvénient est qu'il doit sacrifier les bénéfices potentiels des enchères d'espace de bloc.

Afin de résoudre le dilemme ci-dessus concernant l'ordre des transactions, Radius divise l'espace des blocs en 2 parties : l'espace du bloc supérieur et l'espace du bloc inférieur :

L'espace du bloc supérieur est dédié aux transactions des utilisateurs, cryptant les transactions des utilisateurs et éliminant la manipulation des ordres de transactions, protégeant ainsi les utilisateurs des risques nuisibles de MEV et de censure ; le bloc inférieur introduit un marché commercial basé sur les enchères où les arbitragistes peuvent regrouper les transactions et leurs offres. au trieur, qui sélectionne la transaction groupée avec l'offre la plus élevée à inclure dans le bloc. Cette méthode peut maximiser les bénéfices du cumul.

Ce qui précède est la solution de tri décentralisée universelle actuelle. Pour Rollup, êtes-vous confronté à l’exploitation d’un trieur centralisé ou d’un trieur décentralisé ? Intégrer une solution de tri universel tierce ou mettre en œuvre vous-même la décentralisation ? Quelle solution de mise en œuvre technique est utilisée pour parvenir à la décentralisation de la commande des transactions ? Pesez le pour et le contre dans plusieurs dimensions.

5. Jeu entre Rollups

Compromis 1 : est-ce décentralisé ?

Plusieurs Rollups grand public tels que Optimism, Arbitrum, zkSync et Base gagnent beaucoup d'argent en exécutant des trieurs centralisés. La décentralisation du pouvoir de tri des transactions impliquera inévitablement un partage des bénéfices. Sans tenir compte de la concurrence de plus en plus féroce sur la piste du Rollup, personne n'est prêt à offrir ce gâteau aigre-doux. Mais en supposant que Rollup soit le premier à lancer un trieur décentralisé, cela pourrait constituer une énorme entrée de trafic et former un effet de démonstration dans la voie de subdivision Rollup, obligeant ainsi d'autres projets Rollup à décentraliser leurs trieurs.

Compromis 2 : Intégrer des solutions génériques tierces par rapport à des solutions propriétaires internes

D'une manière générale, il existe deux manières pour un trieur de parvenir à la décentralisation : l'une consiste à prendre ce que d'autres ont fait et à l'utiliser ; l'autre est de le faire lui-même. Des tiers tels qu'Espresso et Astria peuvent fournir à Rollup des services de tri décentralisés prêts à l'emploi, afin que Rollup lui-même puisse continuer à se concentrer sur la différenciation des produits et l'optimisation des performances, améliorant en outre sa compétitivité de base, en intégrant des classes communes Le trieur décentralisé ; La solution est également plus propice à l'interopérabilité, offrant davantage de possibilités, notamment l'arbitrage croisé. L’inconvénient de cette solution peut être qu’elle ne peut pas activer efficacement le jeton natif de Rollup lui-même.

Si Rollup utilise une solution interne dédiée pour mettre en œuvre un trieur décentralisé, il s'agit de la solution la plus longue et la plus coûteuse, mais c'est en effet le moyen le plus efficace d'autonomiser le token natif de Rollup. Par exemple, le projet StarkNet peut exiger des utilisateurs qu'ils s'engagent à utiliser les jetons natifs du protocole pour devenir un ensemble de tri permettant de participer au tri des transactions de Rollup, et facturer certains frais de service pour réaliser une accumulation de valeur.

Compromis 3 : Quelle mise en œuvre technique pour parvenir à un tri décentralisé ?

Comme mentionné précédemment, il existe de nombreuses solutions de mise en œuvre technique pour parvenir à un ordre décentralisé des transactions, y compris, mais sans s'y limiter, des solutions basées sur différents mécanismes de consensus, FCFS, enchères en bloc, pool de mémoire crypté, etc. Chaque solution de mise en œuvre technique a ses propres avantages et inconvénients : le mécanisme basé sur le consensus sera limité par l'efficacité du temps, le pool de mémoire crypté ne peut pas maximiser les profits du Rollup, etc. Bien entendu, vous pouvez également vous référer à Astria pour intégrer deux solutions de mise en œuvre technique différentes. Les compromis entre les différentes implémentations techniques sont quelque chose que tous les projets Rollup doivent considérer attentivement.

écris à la fin

Bien que les leaders actuels de la piste Rollup, Optimism et Arbitrum, aient émis des pièces, cela n'est peut-être qu'un point de départ, et la véritable compétition ne fait peut-être que commencer. Au moins à en juger par les tendances actuelles, les trieurs décentralisés doivent être un champ de bataille pour les stratèges militaires.

Le projet zk series Rollup émerge également discrètement. Dans un environnement de plus en plus concurrentiel, un faux pas peut entraîner des pertes irréparables. Mais face aux innovations qui affectent la vie ou la mort des projets, les Rollups n’ont d’autre choix que de suivre la tendance générale.