Auteur original : Ac-Core, chercheur chez YBB Capital

Avant-propos :

Le principe de fonctionnement d'Ethereum est que chaque nœud stocke et exécute chaque transaction soumise par l'utilisateur. Afin d'étendre l'ensemble du réseau, Ethereum adopte la solution Rollup. En termes simples, il déplace la majeure partie du traitement des transactions hors chaîne (L2), réduisant ainsi la charge sur le réseau principal Ethereum (L1) et réduisant les frais de transaction, c'est-à-dire Rollup = un ensemble de contrats intelligents de L1 + nœuds de réseau de L2, c'est-à-dire les contrats intelligents en chaîne et les agrégateurs hors chaîne, qui s'appuient sur Ethereum lui-même pour son propre règlement, son consensus et la disponibilité des données, sont uniquement responsables de l'exécution des transactions. Le nœud du réseau L2 est composé de plusieurs parties, dont la plus importante est le séquenceur, mais actuellement les séquenceurs de Rollup sont confrontés à des problèmes de centralisation.

Rollups et trieurs

Rollup est une solution de mise à l'échelle pour Ethereum (L1) qui exécute des transactions hors chaîne et les regroupe en blocs. Pour chaque bloc, Rollup publiera les données nécessaires à la reconstruction de l'état de la chaîne (en tant que source de disponibilité des données) sur la couche de disponibilité des données, et publiera la preuve de l'exactitude de l'exécution hors chaîne sur la couche de règlement (il y en a deux). types de rollup, dans le cas du rollup ZK, des preuves de connaissance nulle sont émises pour chaque bloc ; dans le cas du rollup optimiste, les preuves de fraude ne sont émises qu'en cas de litige après EIP-4844, lorsque la publication des données change). aux blobs, cette couche pourrait être appelée « couche de publication de données ». Parmi eux, le contrat intelligent de Rollup vérifie la preuve émise sur L1. Chaque Rollup disposera d'un ou plusieurs ponts pour réaliser la transmission de données entre les chaînes ainsi que les dépôts et retraits.

Dans la logique d'implémentation du Rollup, le séquenceur est un composant clé. Il est principalement chargé de recevoir les requêtes de transactions sur L2, de déterminer leur ordre d'exécution, de conditionner les transactions en lots (Batch), et enfin de les transmettre à l'intelligence du Rollup sur L1. Les contrats jouent un rôle important dans l’amélioration de l’efficacité du traitement des transactions et la réduction des coûts.

La fonction et le principe de fonctionnement du trieur comprennent principalement quatre parties.

1. Réception de transactions : Le séquenceur reçoit les demandes de transactions des utilisateurs ou des applications. Ces transactions sont d'abord traitées sur L2, plutôt que directement sur le réseau principal Ethereum ;

2 Tri des transactions : Le séquenceur se charge de trier les transactions reçues et de déterminer leur ordre d'exécution. Ce processus est similaire à ce que font les mineurs d’Ethereum avant de regrouper les transactions en blocs ;

3 Transactions regroupées : le trieur regroupe les transactions triées en lots, et ces lots contiennent des informations récapitulatives de plusieurs transactions ;

4 Soumettre à L1 : Enfin, le séquenceur soumet le lot de transactions packagées au réseau principal Ethereum (L1), où le règlement et le stockage des données sont effectués. De cette façon, L1 peut valider et stocker les mises à jour d’état sur L2.

Bien que la technologie Rollup offre une solution de mise à l'échelle efficace, il existe encore certains problèmes dans la conception et la mise en œuvre des séquenceurs. Le premier est le problème de centralisation. La plupart des projets Rollup reposent actuellement sur des séquenceurs centralisés, généralement gérés par une seule entité ou par quelques intuitifs. les risques liés au contrôle physique sont le manque de transparence et les points de défaillance uniques.

En mettant de côté l'explication rigide ci-dessus, la discussion sur la solution de tri décentralisé L2 mentionnée dans les articles précédents de YBB Capital est de savoir s'il s'agit de la solution L2 de Metis ouvrant directement l'engagement du nœud de pool de tri au marché, ou de partir de zéro. le plan du projet indépendant Espresso est de trier la répartition du « gâteau des bénéfices » et les attentes en matière d'espace pour la spéculation future sur le marché, de sorte que la justesse des intérêts et la légitimité sont la clé qu'il est difficile d'éviter.

Contexte historique et conception du Based Rollup

Source de l'image : @drakefjustin

Le concept Rollup a été proposé pour la première fois par Vitalik Buterin, le fondateur d'Ethereum. Son idée originale était de parvenir à un état d'« anarchie totale » totalement libre pour permettre à quiconque d'étendre ses transactions sans restrictions. En combinant les problèmes existants mentionnés ci-dessus avec le trieur actuel, le chercheur Ethereum : Justin Drake a proposé en 2023 une solution appelée Based Rollups dans laquelle le trieur est géré par Ethereum L1 lui-même. Le contenu est le suivant (voir le lien étendu 1 pour la source). :

définition:

«Lorsque l'ordre d'une agrégation est piloté par la couche de base (L1), nous l'appelons une agrégation basée sur L1 ou ordonnée par L1. Plus précisément, une agrégation basée sur L1 signifie que le prochain proposant L1 peut interagir avec les chercheurs L1. et les constructeurs coopèrent pour inclure le prochain bloc Rollup dans le prochain bloc L1 sans autorisation.

avantage:

  • Liveness : Based Rollup bénéficie de la même garantie de vivacité que L1. Veuillez noter que l'activité du Rollup non basé avec les trappes d'évacuation sera réduite (les trappes d'évacuation sont un mécanisme de sécurité dans le Rollup qui permet aux utilisateurs d'extraire en toute sécurité les actifs de L2 vers le maître L1 en cas de problème avec le système Rollup. chaîne . C'est similaire à une sortie de secours).

Faible garantie de règlement : les transactions des modules d'évacuation doivent attendre un délai d'attente avant que le règlement ne soit garanti ;

MEV basé sur l'examen : les rollups avec trappes d'évacuation sont susceptibles de subir des effets MEV négatifs dus à l'examen à court terme du séquenceur pendant les délais d'attente ;

Les effets de réseau sont menacés : les sorties massives déclenchées par des échecs de fonctionnement des commandes (telles que des attaques à 51 % contre des mécanismes de commande PoS décentralisés) détruiront les effets de réseau de Rollup. Notez que contrairement à L1, Rollup ne peut pas utiliser le consensus social pour se remettre gracieusement des pannes de vivacité du séquenceur. De toutes les conceptions connues de Rollup non basé, la sortie de masse est l’épée de Damoclès ;

Pénalité de gaz : les transactions réglées via des trappes de secours entraînent souvent des pénalités de gaz pour leurs utilisateurs (par exemple en raison d'une compression de données sous-optimale due au conditionnement non par lots des transactions).

  • Décentralisation : Based Rollup hérite de la décentralisation de L1 et réutilise naturellement l'infrastructure de recherche-constructeur-proposant de L1. Les chercheurs et constructeurs L1 sont incités à inclure des blocs de cumul dans leurs blocs L1 pour extraire le MEV du cumul. Cela incite à son tour les proposants de blocs L1 à regrouper des blocs de cumul sur L1.

  • Simplicité : le tri basé sur le cumul est le plus simple, encore beaucoup plus simple que le tri centralisé. Based Rollup ne nécessite aucune vérification de la signature du client, aucune trappe de secours et aucun consensus PoS externe.

Note historique : En janvier 2021, Vitalik a qualifié la solution basée sur le tri L1 d'« anarchie complète », qui présente le risque de soumettre plusieurs blocs de rollup en même temps, entraînant un gaspillage de gaz et de charge de travail. Le système actuel de séparation des proposants et des constructeurs (PBS) peut contrôler strictement l'ordre L1, avec au plus un bloc de cumul par bloc L1, et aucun gaspillage de gaz. Cela évite de gâcher le travail de preuve du ZK-rollup lorsque le bloc n+ 1 du rollup (ou n+k pour k >= 1) contient la preuve SNARK du bloc n.

  • Coût : Based Rollup n'entraîne aucune surcharge de gaz : il n'est même pas nécessaire de vérifier les signatures des donneurs de commandes décentralisés ou centralisés. La simplicité de Based Rollup réduit les coûts de développement, raccourcit le temps de publication et réduit la zone d'exposition aux vulnérabilités du code. Le tri Based Rollup est également sans jeton, évitant ainsi le fardeau réglementaire des trieurs basés sur des jetons.

  • Conformément à l'alignement économique L1 : le MEV provenant du Based Rollup circule naturellement vers le L1 sur lequel il est basé. Ce flux renforce la sécurité économique de L1 et, en cas de destruction du MEV, augmente la rareté économique des tokens natifs de L1. Cette forte intégration économique avec L1 peut contribuer à renforcer la légitimité du Based Rollup. Il est important de noter que malgré le sacrifice des revenus du MEV, Based Rollup conserve la possibilité de générer des revenus à partir des frais de congestion L2 (tels que les frais de base L2 sous la forme d'EIP-1559).

  • Souveraineté : bien que la commande soit déléguée à L1, Based Rollup conserve la souveraineté. Based Rollup peut avoir un jeton de gouvernance, facturer des frais de base, et le produit de ces frais de base peut être utilisé le cas échéant (par exemple, Optimism finance les biens publics).

défaut:

  • Aucun revenu MEV : Based Rollup transfère MEV à L1, limitant ses revenus aux dépenses de base. Contre-intuitivement, cela peut augmenter les revenus totaux du Based Rollup. La raison en est que le paysage du rollup semble être celui du gagnant, le rollup gagnant étant susceptible de tirer parti de la sécurité, de la décentralisation, de la simplicité et de la cohérence du Based Rollup pour atteindre la domination et, en fin de compte, maximiser les revenus.

  • Tri contraint : déléguer le tri à L1 réduit la flexibilité du tri. Cela rend certains services de commande plus difficiles, voire impossibles :

Pré-confirmation : une pré-confirmation rapide ne pose pas de problème pour les commandes centralisées et peut être obtenue via un consensus PoS externe. La prévalidation rapide à l'aide du tri L1 est un problème ouvert avec de nombreuses directions de recherche prometteuses, notamment EigenL, les listes d'inclusion et les Builder Bonds.

Premier arrivé, premier servi (FCFS) : la commande FCFS de type Arbitrum ne garantit pas qu'elle puisse être implémentée sur le Based Rollup. EigenL peut fournir une superposition de FCFS pour le cumul basé sur le tri L1.

nom:

Le nom « Based Rollup » vient de la proximité de la chaîne de base (Base L1). Cela entre en conflit avec la chaîne Base récemment annoncée par Coinbase, ce qui est une merveilleuse coïncidence. En fait, Coinbase a partagé deux objectifs de conception dans son annonce Base :

  • Sans jeton : "Nous n'avons pas l'intention d'émettre de nouveaux jetons de réseau."

  • Décentralisation : « Nous […] prévoyons de décentraliser progressivement la blockchain au fil du temps. »

Base peut réaliser une décentralisation sans jeton en devenant un Based Rollup.

Source photo : @jchaskin 22

Pour résumer la théorie, Based Rollup permet à quiconque d'étendre le bloc Rollup, de publier les changements de statut de transaction triés sur L1 pour extraire le MEV de L2, de sorte que tout le tri et la sécurité soient assurés par Ethereum L1. Cela peut contourner le consensus externe en matière de preuve de participation et les exigences spécifiques des jetons Rollup. Dans le même temps, par rapport aux fonctions de « cabine d'évacuation d'urgence » d'autres Rollups qui sont essentielles pour assurer la sécurité des actifs, elles peuvent être supprimées dans la vision de Based. Rollup, et le processus nécessite uniquement que les transactions sur le rollup soient terminées avec succès tout en maintenant le fonctionnement sûr d'Ethereum.

Taiko Labs sur le cumul basé

Source : Site officiel de Taiko

Taiko Labs est la principale équipe qui développe et promeut Based Rollup, le projet de Taiko Labs dans la solution de mise à l'échelle de deuxième couche d'Ethereum. Sa vision est de résoudre le problème d’évolutivité du réseau principal Ethereum grâce à des technologies innovantes telles que Based Rollup. Il présente trois caractéristiques principales :

1. Complètement équivalent à l'EVM (type 1) ZK-EVM d'Ethereum : le zkEVM (type 1) utilisé est entièrement compatible avec Ethereum, et les développeurs peuvent migrer de manière transparente des applications décentralisées entre Ethereum et Taiko (dApps) sans se soucier du risque d'exécution de contrats intelligents. échec;

2. Open source : tout le code source de Taiko est public sur GitHub et tout le monde peut le visualiser, le créer ou le modifier. Ce modèle open source garantit que le développement de la technologie blockchain ne se limite pas aux efforts d'une petite équipe, mais englobe également les communautés et les développeurs du monde entier ;

3. Décentralisation complète : En plus d'assurer une compatibilité élevée avec EVM, Taiko s'engage également à parvenir à une décentralisation complète du protocole. Taiko prévoit de soumettre des blocs et de générer des zkP via des proposants et des validateurs décentralisés pour garantir la nature décentralisée du système.

Taiko s'engage à construire un type 1 entièrement équivalent à Ethereum

Le ZK-EVM, mentionné par Vitalik Buterin dans « Les différents types de ZK-EVM » (voir lien étendu 2), recherche une équivalence complète et sans compromis avec Ethereum. Son objectif est d'être entièrement compatible avec Ethereum pour vérifier les blocs Ethereum (au moins la couche d'exécution vérifiable, excluant le consensus de la chaîne de balises mais incluant toutes les transactions, les contrats intelligents et la logique de compte, et ne remplace pas les hachages, les arbres d'état/de transaction et autres consensus. logique), donc comparé aux autres types, le type 1 est le plus complexe et le plus difficile pour se rapprocher d'une solution native.

图源：Vitalik Buterin：《Les différents types de ZK-EVM》

Autres structures de base :

Cumul compétitif (BCR - Cumul compétitif de base)

Il s'agit d'une solution innovante d'extension de blockchain développée par Taiko Labs. BCR vise à améliorer l'efficacité et la sécurité de Rollup grâce à un mécanisme de compétition, afin que les différents participants puissent librement rivaliser pour soumettre des blocs et générer des preuves, améliorant ainsi les performances et la décentralisation de l'ensemble du réseau. Un résumé complet est le suivant.

  • Caractéristiques

Compétition ouverte : permettant à tout participant qualifié de concourir pour soumettre des blocs et générer des preuves, ce mécanisme ouvert réduit le contrôle centralisé et améliore la décentralisation du réseau. Les concurrents gagnent des récompenses et des frais de transaction en fournissant de meilleurs services ;

Expansion efficace : elle peut améliorer efficacement l’efficacité de la génération et de la vérification des blocs. Plusieurs concurrents peuvent travailler en parallèle, évitant ainsi les goulots d'étranglement ponctuels et améliorant la vitesse de traitement des transactions et l'évolutivité du réseau ;

Sécurité : Grâce au mécanisme de concurrence impliquant plusieurs parties, la capacité du système à résister aux attaques est améliorée. Les blocs et certificats générés par la concurrence multipartite augmentent la transparence et la sécurité du système et sont difficiles à contrôler ou à attaquer par une seule entité.

  • Avantage

Compatible EVM : BCR est entièrement compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), permettant aux contrats intelligents Ethereum existants et aux applications décentralisées (DApps) d'être facilement migrés pour fonctionner sur BCR sans modifications majeures ;

Débit élevé : étant donné que BCR peut traiter des transactions et générer des blocs en parallèle, le débit du réseau est considérablement amélioré, il peut gérer des volumes de transactions plus élevés et réduit les coûts et les retards de transaction ;

Décentralisation : le mécanisme décentralisé de génération de blocs et de certification garantit la nature décentralisée du réseau et réduit le risque d'être contrôlé par des entités centralisées.

  • Désavantages

Complexité accrue : la complexité du système nécessite des algorithmes et des protocoles complexes pour coordonner la génération et la vérification des blocs entre plusieurs concurrents. La complexité des contrats intelligents signifie que les contrats intelligents peuvent nécessiter une logique supplémentaire pour gérer les résultats de la concurrence ;

Problèmes potentiels : dans le cadre du mécanisme de concurrence du BCR, lorsque plusieurs concurrents calculent et soumettent des blocs en même temps, les frais peuvent augmenter. Les utilisateurs peuvent être confrontés à des frais de transaction plus élevés lorsqu'ils utilisent le BCR pour des transactions, en particulier lorsque le réseau est occupé ou dans des situations intenses. . Dans le même temps, les grands nœuds dotés de riches ressources peuvent avoir un avantage concurrentiel, entraînant une centralisation.

Rollup basé sur un booster (Booster Rollup basé sur BBR)

Booster est un participant spécial à BBR. Il est responsable de l'optimisation des lots de transactions, de la compression des données de transaction et du traitement de plusieurs lots de transactions en parallèle. Sa fonction réelle est de séparer l'exécution et le stockage pour maintenir l'exécution de L2, tandis que L1 reste décentralisé et les adresses de. les contrats intelligents sur L1 et tous les BBR restent cohérents.

Dans le même temps, elle est également confrontée à des défis tels qu’une complexité accrue des systèmes, une consommation de ressources et une centralisation potentielle. À l’avenir, BBR devra encore être optimisé et étendu pour répondre aux besoins du développement continu de la technologie blockchain.

Source de l'image : Laboratoires Taiko

Conclusion

D'après l'observation globale actuelle, le Based Rollup peut être considéré comme un énorme changement dans la méthode d'expansion de la deuxième couche d'Ethereum. Le tri du Rollup est directement confié au proposant de la première couche, et la conception de séparation du proposant et du constructeur est. utilisé pour laisser la première couche effectuer toutes les tâches du rôle de trieur de cumul. Cela permet également d'étendre MEV afin que les chercheurs L2 puissent envoyer des lots de transactions aux constructeurs L2, qui sont également des chercheurs L1, et ces blocs L2 complets deviennent ensuite une partie des blocs L1, qui sont finalement construits par les constructeurs L1 et le traitement du réseau principal Ethereum.

Il reste à vérifier si le Based Rollup peut être considéré comme la solution finale du Rollup, mais il est indéniable qu'il s'agit d'une innovation majeure dans l'expansion de la deuxième couche d'Ethereum à ce stade, offrant une solution d'expansion plus sécurisée et décentralisée. Si la même réflexion est appliquée à l'écosystème Bitcoin, par rapport à la forte évolutivité d'Ethereum pour mettre en œuvre des machines virtuelles natives et décentralisées, sa difficulté de mise en œuvre est compréhensible. Par conséquent, l'ensemble du secteur résout actuellement le problème d'une expansion véritablement décentralisée. long chemin à parcourir.

Lien d'extension :

【 1 】 Cumuls basés sur des superpuissances issues du séquençage L1 https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1 

【 2 】Les différents types de ZK-EVM  https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

Articles de référence : [ 1 ] Le jeu du crédit : Rollups manipulés par les multi-signatures et les comités https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0OTYwMDM1Mg==mid=2247486544idx=1sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1fsource=41#wechat_redirect

【2】Rapport de recherche Taiko : solution Ethereum Layer 2 qui permet une expansion transparente et une compatibilité totale https://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html