Fonte original do autor: helloyyy
1. Prefácio
O tempo voa. De acordo com o Otimismo, já se passou mais de um ano desde que a moeda foi emitida. De acordo com a Arbitrum, já se passou quase meio ano. A emissão da moeda é apenas o primeiro passo em sua longa jornada. implementou a atualização do Bedrock e lançou um módulo comum de pilha L2 OP Stack, com base no qual nasceu o Star Rollup, como o Arbitrum, empenhado em explorar o L3 para promover a aplicação do Arbitrum Orbit;
Sob a liderança destes dois gigantes, o TVL de toda a via Rollup já ultrapassou os 10 mil milhões de dólares e está atualmente estável em cerca de 10 mil milhões de dólares. Embora o Rollup seja muito conhecido como a solução de expansão de “assinatura” do Ethereum, eles ainda possuem atributos centralizados e não resistentes à censura. As principais cadeias de Rollup geralmente executam classificadores centralizados oficialmente. Embora projetos Rollup como Arbitrum, Optimism e StarkNet tenham incluído a descentralização de classificadores em seus roteiros, eles ainda não foram implementados no curto e médio prazo. Sendo a peça mais importante do quebra-cabeça descentralizado do Rollup, o classificador descentralizado tem uma posição estratégica muito importante para o próprio Rollup e é também o que as pessoas desejam.
2. Taxas de transação cumulativas
Antes de entender o que é um sequenciador, vamos primeiro falar sobre a composição das taxas de transação Rollup. A taxa de transação do Rollup é a taxa gas incorrida pelos usuários em transações L2, como o Arbitrum.
Consiste principalmente em 2 partes:
1) Taxa de execução L2
2) Cobranças de dados L1
Taxa de execução L2: O custo de execução de uma transação em L2 (cada transação iniciada na cadeia L2 requer uma taxa de execução)
Preço do gás de transação = taxa básica L2 + taxa de prioridade L2
Taxa de execução L2 = preço do gás de transação * uso do gás L2
Taxa de dados L1: O custo de publicação de transações L2 em L1. Normalmente, os encargos de dados L1 são mais elevados do que os encargos de execução L2.
Taxa de transação L2 = taxa de execução L2 + taxa de dados L1
Receita líquida do classificador = receita de taxas de transação L2 – Custos operacionais do classificador – taxas de dados L1
O classificador centralizado operado pela parte do projeto tem um certo grau de poder de precificação (por exemplo, a taxa de execução L2 é cobrada mais alta, a taxa de dados L1 é cobrada mais alta), e é por isso que várias partes conhecidas do projeto Rollup ganham muito. dinheiro.
O que é um classificador?
O sequenciador, como o nome sugere, é a função responsável pela classificação das transações. Na rede Bitcoin, a responsabilidade pela ordem das transações é dos mineradores no Ethereum, é responsabilidade de um conjunto de nós. Nenhum deles tem funções fixas, mas sim mecanismos de consenso para determinar quem tem o direito de participar de forma sequencial. execução.
Atualmente, todos os Rollups convencionais executam um classificador único centralizado. As transações do usuário em L2 entram no pool de mem (as transações no pool de mem estão em um estado não ordenado neste momento). O classificador classifica e compacta as transações em um conjunto de lotes ordenados e, em seguida, as envia para a camada DA do Ethereum). .
O Rollup requer um classificador?
A resposta é não. As transações no Rollup podem ignorar completamente o classificador e serem enviadas para a camada base L1, que é responsável pela classificação e liquidação, mas também enfrentará maior consumo de gás e maior tempo de confirmação da transação.
O sequenciador rollup é semelhante ao uso de uma "via rápida" para compactar e agregar centenas ou milhares de transações L2 em uma única transação L1, reduzindo significativamente os custos do gás. Esta é também a razão pela qual os atuais Rollups convencionais executam classificadores centralizados, fornecendo aos usuários menos gás e confirmação de transação mais rápida, melhorando assim a experiência de transação do usuário.
3. Classificador centralizado vs. classificador descentralizado
Centralização!
As vantagens da centralização são muito óbvias. Você pode classificar as transações como quiser. Não há necessidade de alterar as pessoas para classificar e não há necessidade de chegar a um consenso sobre os resultados da classificação. Isso significa que ele tem uma velocidade de confirmação de transação muito rápida e uma melhor experiência do usuário, mas a centralização também dá ao classificador grande autonomia na classificação das transações e pode classificar as transações à vontade para maximizar sua própria arbitragem. transações ou até mesmo censurar completamente os usuários.
O sequenciador pode capturar o valor do MEV alterando a ordem das transações dentro de um único bloco; o que é mais prejudicial é que, como o sequenciador controla a ordem de vários blocos consecutivos, é fácil executar o MEV entre blocos, resultando em um MEV maior. ataque em escala.
As situações acima são todas causadas pela iniciativa do classificador de fazer o mal. Alguns erros não são intencionais do classificador, mas ainda prejudicam a experiência e os direitos do usuário. Por exemplo, se o sequenciador acidentalmente reincluir uma transação de token gasto no soft commit e depois enviá-la para L1 para verificação, pode haver uma situação em que a transação não pode ser confirmada por um longo tempo. Outro exemplo é se um único sequenciador; fica offline, fazendo com que a segunda camada não consiga produzir blocos normalmente e a rede fique inativa por um longo tempo.
Você não pode ter o seu bolo e comê-lo também, mas a otimização do desempenho do Rollup não deve ocorrer às custas da descentralização e da resistência à censura.
Descentralização?
Se a centralização for 1, então a descentralização é muito. Os caminhos de implementação de diferentes soluções de classificação descentralizada são diferentes, mas o seu conceito central é o mesmo, que é a descentralização.
O classificador não tem mais autoridade central para classificar as transações. A função responsável pela classificação é selecionada a partir de um conjunto de classificadores com base em um mecanismo de eleição específico e alterna em um período fixo.
A descentralização evita que os sequenciadores capturem MEV continuamente e também impede que um único sequenciador revise as transações do usuário. Juntamente com o mecanismo de punição correspondente para más ações, também pode regular efetivamente o comportamento do sequenciador.
4. Visão geral da trilha do classificador descentralizado
Depois de vagar por tanto tempo, finalmente cheguei ao ponto. Um classificador descentralizado é feito pelo próprio projeto Rollup e o outro é implementado com a ajuda de terceiros. Usar terceiros para implementar um sequenciador descentralizado pode, na verdade, ser chamado de Sequenciamento como serviço.
Projetos como Espresso, Astria, SUAVE, Radius, etc. todos se concentram em soluções de classificação descentralizadas e seus caminhos de implementação são diferentes.
1. Expresso
A Espresso Systems foi uma das primeiras provedoras de serviços com foco em soluções de privacidade. Em março de 2022, anunciou que havia recebido quase US$ 30 milhões em financiamento Série A da Electric Capital, Sequoia e Blockchain Capital. Atualmente, a Espresso Systems está basicamente se transformando no Espresso Sequencer, especializado em fornecer serviços de sequenciador descentralizado para Rollup.
No mecanismo de classificação do classificador Espresso, o ciclo de vida das transações L2 é geralmente o seguinte:
1) As transações do usuário na segunda camada são enviadas para o servidor Rollup (API);
2) A transação entra no pool de memória e o classificador (eleito por consenso do HotShot) classifica a transação e a inclui em um bloco;
3) O sequenciador transmite a transação e, após outros nós atingirem o consenso do HotShot, o bloco é gerado e a transação é executada, fornecendo confirmação rápida da transação;
4) O sequenciador envia o compromisso do bloco contendo a transação com o certificado de consenso (QC: Quorum Certificate) e armazena-o no contrato do sequenciador L1 (provando que o bloco atinge a finalidade suave através do consenso);
5) O nó Rollup que executou o bloco envia o novo estado Rollup para L1 (neste momento, zkRU precisa ser acompanhado de um certificado de validade e ORU abre o período de desafio);
6) O contrato L1 Rollup verifica a validade da atualização de status verificando o QC enviado pelo contrato do sequenciador.
Este processo parece obscuro e difícil de entender, mas o entendimento simples é:
O consenso HotShot seleciona um de um grupo de sequenciadores, que é responsável por classificar as transações Rollup e incluir as transações em um bloco; este bloco deve ser assinado por outros nós Rollup para chegar ao consenso (mais de 2/3 nós HotShot Concordam) é "final". ", e então o compromisso de bloco relevante e a nova raiz de estado Rollup são enviados à camada base L1 para verificação.
A “finalidade” acima está entre aspas. A “finalidade” entre aspas e a finalidade sem aspas não são o mesmo conceito. A "finalidade" entre aspas é permitir que as transações Rollup sejam confirmadas mais rapidamente, com menos atraso e uma melhor experiência do usuário. No entanto, as transações Rollup exigem, em última análise, a camada base L1 para verificação (zkRU precisa verificar o certificado de validade, ORU precisa aguardar; final do período de desafio) e verificando se não há problema com a transação submetida pelo Rollup, só então a transação Rollup se tornará verdadeiramente final.
Isso significa que se a transação de verificação da camada base L1 for inválida, o bloco L2 relacionado que foi produzido enfrentará reversão. Portanto, “finalidade” é permitir que as transações sejam confirmadas rapidamente, e finalidade é herdar a segurança do Ethereum.
Espresso + EigenLayer
O Espresso resolve o problema de rotação do classificador e determinação da "finalidade" da transação com base no consenso HotShot e resolve o problema de acesso ao classificador introduzindo o EigenLayer.
O mecanismo de re-pledge do EigenLayer possibilita que os stakers do Ethereum se tornem simultaneamente sequenciadores Espresso, fornecendo segurança para o consenso HotShot. Resumindo, os proponentes do nó Ethereum podem se tornar Sequenciadores Espresso (ESQ) por meio do mecanismo de re-promessa do EigenLayer, não apenas obtendo renda do nó PoS, mas também capturando o valor do MEV de segunda camada.
A renda potencial dos detentores de ETH = recompensas de nó da rede nativa + EVM L2 + recompensas de nó de outras cadeias PoS (usando o mecanismo de re-promessa EigenLayer O buff triplo fortalece enormemente a ETH).
Espresso é uma solução de classificação descentralizada de uso geral. Além do EigenLayer, os projetos de cooperação ecológica do Espresso também incluem Arbitrum, OP Stack, Caldera, AltLayer e outros projetos modulares em estrela.
2. Ástria
Astria está posicionada como uma classificadora descentralizada universal e sem permissão, fornecendo serviços de classificação compartilhada prontos para uso para diferentes Rollups. Em termos de financiamento, a Astria anunciou em abril de 2023 que havia concluído uma rodada inicial de financiamento de US$ 5,5 milhões liderada pela Maven 11, com instituições de investimento participantes, incluindo 1k(x), Delphi Digital, Lemniscap, Robot Ventures, etc. Embora a escala de financiamento seja pequena, o alinhamento institucional é muito bonito.
Mecanismo operacional
O mecanismo operacional do sequenciador descentralizado da Astria é semelhante ao do Espresso Sequencer. O objetivo é enfraquecer os privilégios do sequenciador descentralizando os direitos de sequenciamento de transações. Especificamente:
Para rotação do sequenciador, Astria propõe dois mecanismos de rotação: rotação de líder simples (Leader Rotation) e algoritmo de consenso de tolerância a falhas bizantinas (BFT).
1) Rotação de líderes
Um conjunto é formado por meio de classificadores eleitos, e o conjunto de classificadores se reveza na classificação das transações Rollup. Este método evita que um único classificador monopolize os direitos de classificação das transações por um longo tempo e resolve até certo ponto o problema da censura contínua dos usuários.
2) Algoritmo de consenso BFT
Semelhante ao mecanismo de rotação do líder, o sequenciador, por sua vez, tem o direito de ser responsável pela classificação das transações, mas 2/3 ou mais dos membros do conjunto classificador devem chegar a um consenso sobre essa classificação.
Ambos os métodos têm suas próprias vantagens e desvantagens: o primeiro tem confirmação de transação mais rápida, geração rápida de blocos e eficiência próxima à de um sequenciador centralizado. Mas a desvantagem é que ainda é difícil restringir os sequenciadores, por sua vez, a não fazerem o mal; a probabilidade de fazerem o mal é ainda menor usando o consenso BFT, e 2/3 dos sequenciadores no conjunto precisam votar para chegar a esse ponto; um consenso antes que um bloco possa ser produzido. No entanto, leva um certo tempo para realizar a votação por consenso, causando problemas de atraso na rede.
3. SUAVE
SUAVE é uma solução de classificação compartilhada plug-and-play descentralizada desenvolvida por Flashbots. Como solução de uso geral, SUAVE pode fornecer pools de memória e construção de blocos descentralizados para qualquer L1/L2. A diferença entre SUAVE e o design de sequenciador compartilhado mencionado acima é que a própria Cadeia SUAVE é uma cadeia compatível com EVM que implementa ordenação de transações por meio de "licitação" de bloco.
Arquitetura SUAVE
A arquitetura da SUAVE consiste em 3 componentes principais: ambiente de preferência universal, mercado de melhor execução e construção descentralizada de blocos.
1) Ambiente preferido
As preferências abrangem uma ampla gama, desde transações simples até eventos complexos. As preferências do usuário são refletidas no mempool na forma de transações, e o ambiente de preferências serve como um mempool público para reunir as preferências. O ambiente de preferência universal fornecido pelo SUAVE torna as preferências dos usuários de múltiplas cadeias abertas e transparentes, eliminando lacunas de informação e resolvendo até certo ponto o problema do MEV entre cadeias.
2) Mercado de execução
O mercado de execução é uma rede de participantes que ouvem o memepool SUAVE e competem entre si, sendo que a competição os leva a fornecer a melhor execução de acordo com as preferências do usuário. Pode-se entender que todos os executores realizam as preferências do usuário por meio de “licitações” e retornam ao usuário o máximo possível de MEV gerado pelas transações do usuário.
3) Construção de blocos descentralizados
Finalmente, com base nas preferências coletadas e nos caminhos de execução ideais, a rede descentralizada de construção de blocos os inclui em blocos. Neste ponto, todo o processo de descoberta de transações, classificação de transações e criação de blocos é realizado.
4.Raio
Radius está posicionado como uma camada de pedido compartilhada sem confiança. Diferente dos mecanismos de implementação das soluções anteriores, o Radius garante que as transações Rollup sejam classificadas sem confiança, habilitando um mempool criptografado, eliminando assim o MEV eficaz e a revisão efetiva das transações do usuário.
Em termos de financiamento, a Radius anunciou em junho de 2023 a conclusão de uma rodada de financiamento pré-semente de US$ 1,7 milhão liderada por Hashed, com a participação de Superscrypt, LambdaClass e Crypto.com.
Classificadores descentralizados baseados em mecanismos de consenso, como Espresso e Astria, reduzem o MEV e os riscos de censura até certo ponto, mas às custas da escalabilidade da rede e da eficiência do tempo, trazem um certo atraso na confirmação da transação (a transação precisa ser ordenada para chegar ao consenso) . Além disso, embora a classificação de transações esteja em um ambiente descentralizado, uma vez que as transações relevantes do mempool são transparentes, o classificador ainda tem espaço para o mal capturar o MEV. O Radius criptografa o mempool, e as informações relevantes da transação são invisíveis para o classificador, com o objetivo de matar. o problema dos sequenciadores que capturam MEV maliciosamente e censuram as transações na fonte.
Arquitetura técnica
A arquitetura da tecnologia Radius pode ser dividida nas seguintes quatro camadas funcionais: camada de classificação (Radius), camada de execução (Rollup), camada de liquidação e camada de disponibilidade de dados.
1) Camada de classificação
1. O usuário envia transações e certificados criptografados ao sequenciador;
2. O sequenciador verifica a prova e valida a transação;
3. O sequenciador classifica as transações e as transações não podem ser descriptografadas antes disso;
4. O classificador constrói um bloco;
5. O classificador envia o bloco ao Rollup para execução.
2) Camada de execução
1. Rollup recebe blocos do sequenciador e executa transações na ordem fornecida;
2. O rollup envia o status da transação e o certificado de status para a camada de liquidação.
3) Camada de liquidação
1. A camada de liquidação recebe o status e o certificado de status do Rollup e é responsável por verificar o certificado e determinar a finalidade da transação;
2. A camada de sequenciamento verifica se a execução corresponde à ordem.
4) Camada de disponibilidade de dados
A camada de disponibilidade de dados armazena dados e garante que eles estejam disponíveis.
Mecanismo de criptografia do mempool - PVDE
Radius usa um esquema de criptografia baseado em prova de conhecimento zero chamado Practical Verifiable Delayed Encryption (PVDE) para criar um mempool criptografado.
O processo específico é o seguinte:
Quando um usuário envia uma transação ao sequenciador:
1. O usuário gera um quebra-cabeça de bloqueio de tempo e uma chave simétrica;
2. O usuário usa uma chave simétrica para criptografar a transação, e a transação criptografada entra no mempool;
3. O sequenciador classifica as transações criptografadas e precisa desbloquear o quebra-cabeça do bloqueio de tempo para obter a chave de descriptografia;
4. O sequenciador calcula o compromisso do pedido antes de desbloquear o quebra-cabeça do bloqueio de tempo e envia o compromisso para a camada de liquidação (usada para verificar se o sequenciador enviou a transação ao Rollup em ordem).
Solução descentralizada para classificadores
O mempool criptografado garante que o sequenciador não seja confiável, mas o risco de um único ponto de falha ainda existe. Se estiver executando um único classificador + mempool criptografado, uma falha no classificador causará tempo de inatividade da rede. Para resolver este problema, a Radius propôs uma variedade de soluções de implementação de classificadores descentralizados, incluindo mecanismos secretos de eleição de líderes, mecanismos de fragmentação de grupos de classificadores, etc.
É claro que o Radius também pode optar por se referir ao mecanismo de rotação do classificador do Espresso e Astria, ao mesmo tempo em que obtém uma classificação de transações descentralizada e sem confiança.
Otimização de espaço em bloco
O Radius visa atingir o objetivo de proteger os usuários e maximizar os lucros do Rollup por meio da otimização do espaço do bloco. Rollup usa um mecanismo de classificação por ordem de chegada (FCFS). A vantagem é que ele pode efetivamente impedir o MEV, mas a desvantagem é que ele deve sacrificar os lucros potenciais do leilão de espaço em bloco.
Para resolver o dilema acima de ordenação de transações, Radius divide o espaço do bloco em 2 partes: espaço do bloco superior e espaço do bloco inferior:
O espaço do bloco superior é dedicado às transações do usuário, criptografando as transações do usuário e eliminando a manipulação de pedidos de transações, protegendo assim os usuários de riscos prejudiciais de MEV e censura. O bloco inferior introduz um mercado de negociação baseado em leilão onde os arbitradores podem agrupar as transações e suas ofertas são enviadas; para o classificador, que seleciona a transação agrupada com o lance mais alto a ser incluída no bloco. Este método pode maximizar os lucros do Rollup.
A descrição acima é a atual solução de classificação descentralizada universal convencional. Para Rollup, você precisa executar um classificador centralizado ou um classificador descentralizado? Integrar uma solução de classificação universal de terceiros ou implementar você mesmo a descentralização? Qual solução de implementação técnica é usada para alcançar a descentralização da ordem das transações? Pese os prós e os contras em múltiplas dimensões.
5. Jogo entre Rollups
Troca 1: É descentralizado?
Vários Rollups convencionais, como Optimism, Arbitrum, zkSync e Base, ganham muito dinheiro executando classificadores centralizados. A descentralização da descentralização do poder de classificação de transações envolverá inevitavelmente a participação nos lucros. Sem levar em conta a competição cada vez mais acirrada na pista Rollup, ninguém está disposto a dar este bolo agridoce. Mas supondo que o Rollup seja o primeiro a lançar um classificador descentralizado, isso pode ser uma grande entrada de tráfego e formar um efeito de demonstração na trilha de subdivisão do Rollup, forçando assim outros projetos Rollup a descentralizar seus classificadores.
Compensação 2: Integração de soluções genéricas de terceiros versus soluções proprietárias internas
De modo geral, existem duas maneiras de um classificador alcançar a descentralização: uma é pegar o que outros fizeram e usar, a outra é fazer você mesmo; Terceiros, como Espresso e Astria, podem fornecer à Rollup serviços de classificação descentralizada prontos para uso, de modo que a própria Rollup possa continuar a se concentrar na diferenciação do produto e no desempenho otimizado, melhorando sua competitividade central, além de integrar classes comuns O classificador descentralizado; A solução também é mais propícia à interoperabilidade, trazendo mais possibilidades, incluindo arbitragem cross-rollup. A desvantagem desta solução pode ser que ela não pode capacitar efetivamente o token nativo do próprio Rollup.
Se o Rollup usar uma solução interna dedicada para implementar um classificador descentralizado, esta será a solução mais demorada e cara, mas é de fato a maneira mais eficaz de capacitar o token nativo do Rollup. Por exemplo, a equipe do projeto StarkNet pode exigir que os usuários prometam os tokens nativos do protocolo para se tornarem um classificador definido para participar da classificação de transações Rollup e cobrar uma determinada taxa de serviço para obter acumulação de valor.
Compromisso 3: Qual implementação técnica deve ser usada para alcançar a classificação descentralizada?
Como mencionado anteriormente, existem muitas soluções de implementação técnica para obter ordens de transações descentralizadas, incluindo, mas não se limitando a, soluções baseadas em diferentes mecanismos de consenso, FCFS, licitação em bloco, mempool criptografado, etc. Cada solução de implementação técnica tem suas próprias vantagens e desvantagens: o mecanismo de consenso será limitado pela eficiência do tempo, o mempool criptografado não pode maximizar os lucros do Rollup, etc. Claro, você também pode consultar o Astria para integrar duas soluções de implementação técnica diferentes. As compensações entre as diversas implementações técnicas são algo que todos os projetos Rollup precisam considerar cuidadosamente.
escreva no final
Embora o Optimism e o Arbitrum, os atuais líderes na pista Rollup, tenham emitido moedas, este pode ser apenas um ponto de partida, e a verdadeira competição pode estar apenas começando. Pelo menos a julgar pelas tendências actuais, os classificadores descentralizados devem ser um campo de batalha para os estrategistas militares.
O projeto Rollup da série zk também está surgindo silenciosamente. Em um ambiente cada vez mais competitivo, um passo errado pode causar perdas irreparáveis. Mas diante das inovações que afetam a vida ou a morte dos projetos, os Rollups não têm escolha senão seguir a tendência geral.
Referências
[ 1 ] Binance Research: Os Rollups do Ethereum são Centralizados. Uma Olhada nos Sequenciadores Descentralizados
https://www.binance.com/en/research/análise/ethereums-rollups-are-centralized-a-look-into-decentralized-sequencers
[2] Espresso HotShot: Consenso projetado para rollups
https://medium.com/@espressosys/espresso-hotshot-consensus-designed-for-rollups-b080ba7362d1
[ 3 ] Rollups baseados — superpoderes do sequenciamento L1
https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016
[ 4 ] Apresentando Astria: A Rede de Sequenciadores Compartilhados
https://blog.astria.org/introduzindo-astria/
[5] Apresentando o Cluster de Desenvolvimento da Astria
https://blog.astria.org/introduzindo-the-astria-development-cluster/
[6] Por que descentralizar sequenciadores?
https://blog.astria.org/why-decentralize-sequencers/
[7] IOSG explica SUAVE em detalhes: Uma nova década para o crescimento em escala de MEV
https://foresightnews.pro/article/detail/24673
[8] O futuro do MEV é SUAVE
https://writings.flashbots.net/the-future-of-mev-is-suave/
[9] Raio Gitbook
https://docs.theradius.xyz/overview/introduction-to-radius