Titolo originale: "Dalla teoria alla pratica: il rollup basato su Can implementa la soluzione rollup guidata dall'ordinamento L1"

Autore originale: Ac-Core, YBB Capital Researcher Ac-Core

Prefazione:

Il principio di funzionamento di Ethereum è che ogni nodo memorizza ed esegue ogni transazione inviata dall'utente. Per espandere l'intera rete, Ethereum adotta la soluzione Rollup. In poche parole, sposta la maggior parte dell'elaborazione delle transazioni fuori catena (L2), riducendo così il carico sulla rete principale di Ethereum (L1) e riducendo le commissioni di transazione, ovvero un insieme di contratti intelligenti di Rollup=L1 + nodi di rete di L2, ovvero i contratti intelligenti on-chain e gli aggregatori off-chain, che si affidano allo stesso Ethereum per il proprio regolamento, consenso e disponibilità dei dati, sono responsabili solo dell'esecuzione delle transazioni. I nodi della rete L2 sono composti da più parti, la più importante delle quali è il sequenziatore, ma attualmente i sequenziatori di Rollup stanno affrontando problemi di centralizzazione.

Rollup e selezionatori

Rollup è una soluzione di scalabilità per Ethereum (L1) che esegue transazioni off-chain e le impacchetta in blocchi. Per ciascun blocco, Rollup pubblica i dati necessari per ricostruire lo stato della catena (come fonte di disponibilità dei dati) sul livello di disponibilità dei dati, e pubblica la prova della correttezza dell'esecuzione off-chain sul livello di regolamento (esistono due tipi di Rollup, nel caso di ZK-rollup, vengono emesse prove a conoscenza zero per ciascun blocco; nel caso di rollup ottimistico, le prove di frode vengono emesse solo quando si verifica una controversia). , Questo livello potrebbe essere chiamato "livello di pubblicazione dei dati". Tra questi, il contratto intelligente di Rollup verifica la prova emessa su L1 e ogni Rollup avrà uno o più bridge per realizzare la trasmissione dei dati tra catene nonché depositi e prelievi.

Nella logica di implementazione di Rollup, il sequenziatore è un componente chiave. Ha il compito principale di ricevere le richieste di transazione su L2, determinarne l'ordine di esecuzione, impacchettare le transazioni in batch (Batch) e infine trasmetterle all'intelligenza di Rollup su L1. I contratti svolgono un ruolo importante nel migliorare l’efficienza dell’elaborazione delle transazioni e nel ridurre i costi.

La funzione e il principio di funzionamento del selezionatore comprendono principalmente quattro parti.

1. Ricezione di transazioni: il sequenziatore riceve richieste di transazioni da utenti o applicazioni. Queste transazioni vengono elaborate prima su L2, anziché direttamente sulla rete principale di Ethereum;

2. Ordinamento delle transazioni: Il sequenziatore è responsabile dell'ordinamento delle transazioni ricevute e della determinazione del loro ordine di esecuzione. Questo processo è simile a quello che fanno i minatori di Ethereum prima di impacchettare le transazioni in blocchi;

3. Transazioni del pacchetto: il selezionatore impacchetta le transazioni ordinate in batch e questi batch contengono informazioni di riepilogo di più transazioni;

4. Invio a L1: infine, il sequenziatore invia il batch di transazioni confezionato alla rete principale di Ethereum (L1), dove vengono eseguiti il ​​regolamento e l'archiviazione dei dati. Ciò consente a L1 di convalidare e archiviare gli aggiornamenti di stato su L2.

Sebbene la tecnologia Rollup fornisca una soluzione di espansione efficace, ci sono ancora alcuni problemi nella progettazione e nell'implementazione dei sequenziatori. Il primo è il problema della centralizzazione. La maggior parte dei progetti Rollup attualmente si basa su sequenziatori centralizzati, solitamente gestiti da una singola entità o da poche entità i rischi portati dal controllo fisico sono la mancanza di trasparenza e singoli punti di guasto.

Mettendo da parte la rigida spiegazione di cui sopra, per quanto riguarda la discussione delle soluzioni di smistamento decentralizzate L2, come menzionato nei precedenti articoli di YBB Capital, sia che si tratti della soluzione L2 di Metis che apre direttamente l'impegno del nodo del pool di smistamento al mercato, o di partire da zero L'essenza del progetto indipendente Piano Espresso è quella di ordinare la distribuzione della "torta dei profitti" e le aspettative di spazio per le future speculazioni di mercato, quindi la correttezza degli interessi e la legittimità sono la chiave inevitabile.

Contesto storico e progettazione del Based Rollup

Fonte immagine: @drakefjustin

Il concetto di Rollup è stato proposto per la prima volta da Vitalik Buterin, il fondatore di Ethereum. La sua idea originale era quella di raggiungere uno stato di "Anarchia Totale" completamente senza vincoli per consentire a chiunque di espandere le transazioni senza restrizioni. Combinando i problemi sopra menzionati con l'attuale sorter, nel 2023 il ricercatore di Ethereum: Justin Drake ha proposto una soluzione chiamata Based Rollups in cui il sorter è gestito dallo stesso Ethereum L1. Il contenuto è il seguente (vedi link esteso 1 per la fonte):

definizione:

“Quando l’ordinamento di un’aggregazione è guidato dal livello di base (L1), la chiamiamo aggregazione basata su L1 o ordinata su L1. Nello specifico, un’aggregazione basata su L1 significa che il successivo proponente L1 può interagire con i ricercatori L1 e i costruttori collaborano per includere il successivo blocco Rollup nel successivo blocco L1 senza autorizzazione."

vantaggio:

● Attività: il rollup basato gode della stessa garanzia di attività di L1. Tieni presente che l'attività di rollup non basato con Escape Hatch sarà ridotta (Escape Hatches è un meccanismo di sicurezza in Rollup che consente agli utenti di estrarre in modo sicuro le risorse da L2 al master L1 quando si verifica un problema con il sistema Rollup. chain È simile ad un'uscita di emergenza);

Debole garanzia di regolamento: le transazioni sulle capsule di salvataggio devono attendere un periodo di timeout prima che il regolamento sia garantito;

MEV basato sulla revisione: i rollup con portelli di fuga sono suscettibili agli effetti MEV avversi derivanti dalla revisione del sequenziatore a breve termine durante i timeout;

Gli effetti di rete sono a rischio: le uscite di massa innescate da fallimenti nella vitalità degli ordinanti (come gli attacchi del 51% ai meccanismi di ordinazione PoS decentralizzati) distruggeranno gli effetti di rete di Rollup. Tieni presente che, a differenza di L1, Rollup non può utilizzare il consenso sociale per ripristinare con garbo gli errori di attività del sequenziatore. Di tutti i progetti Rollup non basati conosciuti, l'uscita di massa è la Spada di Damocle;

Penalità gas: le transazioni regolate tramite portelli di fuga spesso comportano penalità gas per i loro utenti (ad esempio a causa della compressione dei dati non ottimale a causa del confezionamento non batch delle transazioni).

● Decentralizzazione: Based Rollup eredita la decentralizzazione di L1 e riutilizza naturalmente l'infrastruttura ricercatore-costruttore-proponente L1. I cercatori e i costruttori L1 sono incentivati ​​a includere blocchi rollup nei loro blocchi L1 per estrarre il MEV del rollup. Ciò a sua volta incentiva i proponenti dei blocchi L1 a confezionare blocchi di rollup su L1.

● Semplicità: l'ordinamento Rollup basato è il più semplice, addirittura molto più semplice dell'ordinamento centralizzato. Il rollup basato non richiede la verifica della firma dell'ordinante, nessuna via di fuga e nessun consenso PoS esterno.

Nota storica: nel gennaio 2021, Vitalik ha definito la soluzione basata sull'ordinamento L1 "anarchia completa", che comporta il rischio di inviare più blocchi di rollup contemporaneamente, con conseguente spreco di gas e carico di lavoro. L'attuale schema di separazione proponente-costruttore (PBS) può controllare rigorosamente l'ordinamento L1, con al massimo un blocco rollup per blocco L1 e nessuno spreco di gas. Ciò evita di sprecare il lavoro di prova di un rollup ZK quando il blocco n+1 del rollup (o n+k per k >= 1) contiene una prova SNARK del blocco n.

● Costo: il rollup basato non ha spese generali di gas: non è nemmeno necessario verificare le firme degli ordinanti decentralizzati o centralizzati. La semplicità del Based Rollup riduce i costi di sviluppo, abbrevia i tempi di rilascio e riduce l'area di esposizione alle vulnerabilità del codice. Anche l'ordinamento Rollup basato è privo di token, evitando l'onere normativo degli smistatori basati su token.

● Coerente con l'allineamento economico L1 (allineamento economico L1): il MEV proveniente dal Based Rollup confluisce naturalmente nella L1 su cui si basa. Questo flusso rafforza la sicurezza economica di L1 e, in caso di distruzione del MEV, aumenta la scarsità economica dei token nativi di L1. Questa forte integrazione economica con L1 può contribuire a rafforzare la legittimità del Based Rollup. È importante sottolineare che, nonostante il sacrificio delle entrate MEV, Based Rollup mantiene la possibilità di generare entrate dalle tariffe di congestione L2 (come le tariffe base L2 sotto forma di EIP-1559).

● Sovranità: sebbene l'ordinamento sia delegato a L1, il rollup basato mantiene la sovranità. Il Rollup basato può avere un token di governance, addebitare commissioni di base e i proventi di queste commissioni di base possono essere utilizzati quando appropriato (ad esempio, l'ottimismo finanzia beni pubblici).

difetto:

● Nessun reddito MEV: il Rollup basato cede il MEV a L1, limitando il suo reddito alle spese di base. Controintuitivamente, ciò potrebbe aumentare le entrate totali del Rollup basato. Il motivo è che il panorama del rollup sembra essere un “vincitore prende tutto”, con il rollup vincente che probabilmente sfrutterà la sicurezza, la decentralizzazione, la semplicità e la coerenza del based rollup per raggiungere il dominio e, in definitiva, massimizzare le entrate.

● Ordinamento vincolato: la delega dell'ordinamento a L1 ridurrà la flessibilità dell'ordinamento. Ciò rende alcuni servizi di ordinazione più difficili, forse addirittura impossibili:

○ Pre-conferma: una pre-conferma rapida non è un problema per gli ordini centralizzati e può essere ottenuta tramite il consenso del PoS esterno. La preconvalida rapida utilizzando l'ordinamento L1 è un problema aperto con molte direzioni di ricerca promettenti, tra cui EigenL, elenchi di inclusione e legami Builder.

○ Primo arrivato, primo servito (FCFS): l'ordinamento FCFS in stile Arbitrum non è sicuro se possa essere implementato sul rollup basato. EigenL può fornire una sovrapposizione di FCFS per il rollup basato su ordinamento L1.

nome:

Il nome "Based Rollup" deriva dalla vicinanza alla catena di base (Base L1). Ciò è in conflitto con la catena Base recentemente annunciata da Coinbase, il che è una meravigliosa coincidenza. In effetti, Coinbase ha condiviso due obiettivi di progettazione nell'annuncio di Base:

● Assenza di token: "Non abbiamo intenzione di emettere nuovi token di rete."

● Decentralizzazione: "Abbiamo [...] in programma di decentralizzare gradualmente la blockchain nel tempo."

Base può ottenere una decentralizzazione senza token diventando un Based Rollup.

Fonte immagine: @jchaskin22

Basandosi sulla teoria di cui sopra, Based Rollup consente a chiunque di espandersi in blocchi Rollup, pubblicare le modifiche allo stato della transazione ordinata su L1 e quindi estrarre MEV da L2, in modo che tutto l'ordinamento e la sicurezza siano forniti da Ethereum L1. Ciò può eludere il consenso esterno alla prova di palo e i requisiti specifici dei token di rollup. Allo stesso tempo, rispetto alla funzione di "cabina di fuga di emergenza" di altri rollup che è essenziale per mantenere la sicurezza delle risorse, può essere rimossa nella visione del based rollup. e il processo richiede solo che le transazioni su Rollup siano completate con successo mantenendo il funzionamento sicuro di Ethereum.

Altre strutture principali:

Rollup competitivo (BCR - Rollup competitivo di base)

è un'innovativa soluzione di ridimensionamento blockchain sviluppata da Taiko Labs. BCR mira a migliorare l'efficienza e la sicurezza di Rollup attraverso un meccanismo di competizione, consentendo a diversi partecipanti di competere liberamente per inviare blocchi e generare prove, migliorando così le prestazioni e la decentralizzazione dell'intera rete. Di seguito è riportato un riepilogo completo.

● Caratteristiche

Concorrenza aperta: consentendo a qualsiasi partecipante qualificato di competere per presentare blocchi e generare prove, questo meccanismo aperto riduce il controllo centralizzato e migliora la decentralizzazione della rete. I concorrenti guadagnano premi e commissioni di transazione fornendo servizi migliori;

Espansione efficiente: può migliorare efficacemente l'efficienza della generazione e della verifica dei blocchi. Più concorrenti possono lavorare in parallelo, evitando colli di bottiglia in singoli punti e migliorando la velocità di elaborazione delle transazioni e la scalabilità della rete;

Sicurezza: attraverso il meccanismo della concorrenza tra più parti, viene migliorata la capacità del sistema di resistere agli attacchi. I blocchi e i certificati generati dalla competizione multilaterale aumentano la trasparenza e la sicurezza del sistema e sono difficilmente controllabili o attaccabili da un unico soggetto.

● Vantaggi

Compatibile con EVM: BCR è completamente compatibile con Ethereum Virtual Machine (EVM), consentendo di migrare facilmente i contratti intelligenti Ethereum esistenti e le applicazioni decentralizzate (DApp) per l'esecuzione su BCR senza modifiche importanti;

Velocità effettiva elevata: poiché BCR può elaborare transazioni e generare blocchi in parallelo, la velocità effettiva della rete è notevolmente migliorata, in grado di gestire volumi di transazioni più elevati e di ridurre costi e ritardi delle transazioni;

Decentralizzazione: il meccanismo di generazione e certificazione di blocchi decentralizzati garantisce la natura decentralizzata della rete e riduce il rischio di essere controllato da entità centralizzate.

● Svantaggi

Maggiore complessità: la complessità del sistema richiede algoritmi e protocolli complessi per coordinare la generazione e la verifica dei blocchi tra più concorrenti. La complessità dei contratti intelligenti significa che i contratti intelligenti possono richiedere una logica aggiuntiva per gestire i risultati della concorrenza;

Potenziali problemi: nell'ambito del meccanismo di concorrenza di BCR, quando più concorrenti calcolano e inviano blocchi contemporaneamente, ciò potrebbe comportare un aumento delle commissioni. Gli utenti potrebbero dover affrontare commissioni di transazione più elevate quando utilizzano BCR per le transazioni, soprattutto quando la rete è occupata o Situazioni intense. Allo stesso tempo, i grandi nodi con ricche risorse possono avere un vantaggio nella concorrenza, con conseguente centralizzazione.

Rollup basato su Booster (Rollup Booster basato su BBR)

Booster è un partecipante speciale in BBR. È responsabile dell'ottimizzazione dei batch di transazioni, della compressione dei dati delle transazioni e dell'elaborazione di più batch di transazioni in parallelo. La sua funzione effettiva è quella di separare l'esecuzione e l'archiviazione e mantenere mentre L2 viene eseguito, L1 rimane decentralizzato e gli indirizzi di i contratti intelligenti su L1 e tutti i BBR rimangono coerenti.

Allo stesso tempo, deve affrontare anche sfide quali la maggiore complessità del sistema, il consumo di risorse e la potenziale centralizzazione. In futuro, BBR dovrà ancora essere ulteriormente ottimizzato e ampliato per soddisfare le esigenze in evoluzione della tecnologia blockchain.

Fonte immagine: Taiko Labs

Conclusione:

Dall'attuale osservazione complessiva, Based Rollup può essere considerato un enorme cambiamento nel metodo di espansione del secondo strato di Ethereum. L'ordinamento del Rollup è direttamente affidato al proponente del primo strato, e il progetto di separazione del proponente e del costruttore è. utilizzato per consentire al primo livello di eseguire tutte le attività per il ruolo Ordinatore. Consente inoltre di estendere MEV in modo che i ricercatori L2 possano inviare pacchetti di transazioni ai costruttori L2, che sono anche ricercatori L1, e questi blocchi L2 completi diventano quindi parte dei blocchi L1, che vengono infine costruiti dal costruttore L1 e dall'elaborazione della rete principale di Ethereum. .

Resta da verificare se Based Rollup possa essere considerato la soluzione finale di Rollup, ma è innegabile che in questa fase si tratti di un'importante innovazione nell'espansione di secondo livello di Ethereum, fornendo una soluzione di espansione più sicura e decentralizzata. Se lo stesso pensiero viene introdotto nell’ecosistema Bitcoin, rispetto alla forte scalabilità di Ethereum per implementare una VM nativa e decentralizzata, la sua implementazione è comprensibilmente difficile. Pertanto, l’intero settore sta attualmente risolvendo il problema di un’espansione veramente decentralizzata c'è molta strada da fare.

Collegamento all'estensione:

【1】 Rollup basati: superpoteri dal sequenziamento L1 https://ethresear.ch/t/rollup-basati-superpoteri-dal-sequenziamento-l1/15016/1

【2】I diversi tipi di ZK-EVM  https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

Articolo di riferimento:

【1】Il gioco del credito: Rollup controllati da multifirma e comitato https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0OTYwMDM1Mg==&mid=2247486544&idx=1&sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1f&source=41#wechat_redirect

【2】Rapporto di ricerca Taiko: soluzione Ethereum Layer 2 che raggiunge un'espansione senza soluzione di continuità e piena compatibilità

https://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html

Questo articolo proviene da un contributo e non rappresenta il punto di vista di BlockBeats.

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