Autor original: YBB Capital Researcher Ac-Core
Prefácio:
O princípio de funcionamento do Ethereum é que cada nó armazene e execute todas as transações enviadas pelo usuário. Para expandir toda a rede, o Ethereum adota a solução Rollup. Simplificando, ele move a maior parte do processamento de transações para fora da cadeia (L2), reduzindo assim a carga na rede principal Ethereum (L1) e reduzindo as taxas de transação, ou seja, Rollup = um conjunto de contratos inteligentes de nós de rede L1 + de L2, ou seja, contratos inteligentes on-chain e agregadores off-chain, que dependem do próprio Ethereum para sua própria liquidação, consenso e disponibilidade de dados, são responsáveis apenas pela execução de transações. O nó da rede L2 é composto por múltiplas partes, sendo a mais importante o sequenciador, mas atualmente os sequenciadores do Rollup enfrentam problemas de centralização.
Rollups e classificadores
Rollup é uma solução de escalonamento para Ethereum (L1) que executa transações fora da cadeia e as empacota em blocos. Para cada bloco, o Rollup publicará os dados necessários para reconstruir o estado da cadeia (como a fonte de disponibilidade de dados) na camada de disponibilidade de dados e publicará a prova da exatidão da execução fora da cadeia na camada de liquidação (há dois tipos de Rollup, em No caso de ZK-rollup, são emitidas provas de conhecimento zero para cada bloco; no caso de rollup Optimistic, as provas de fraude só são emitidas quando ocorre uma disputa após EIP-4844, quando a publicação de dados muda). para blobs, esta camada pode ser chamada de "camada de publicação de dados". Entre eles, o contrato inteligente do Rollup verifica a prova emitida em L1. Cada Rollup terá uma ou mais pontes para realizar a transmissão de dados entre cadeias, bem como depósitos e retiradas.
Na lógica de implementação do Rollup, o sequenciador é um componente chave. Ele é o principal responsável por receber solicitações de transações em L2, determinar sua ordem de execução, empacotar as transações em lotes (Batch) e, finalmente, transmiti-las para a inteligência Rollup em L1. Os contratos desempenham um papel importante na melhoria da eficiência do processamento de transações e na redução de custos.
A função e o princípio de funcionamento do classificador incluem principalmente quatro partes.
1. Recebimento de transações: O sequenciador recebe solicitações de transação de usuários ou aplicativos. Essas transações são processadas primeiro no L2, em vez de diretamente na rede principal Ethereum;
2 Classificando transações: O sequenciador é responsável por classificar as transações recebidas e determinar sua ordem de execução. Este processo é semelhante ao que os mineradores de Ethereum fazem antes de empacotar as transações em blocos;
3 Transações compactadas: O classificador empacota as transações classificadas em lotes, e esses lotes contêm informações resumidas de múltiplas transações;
4 Enviar para L1: Por fim, o sequenciador envia o lote de transação empacotado para a rede principal Ethereum (L1), onde são realizadas a liquidação e o armazenamento de dados. Dessa forma, L1 pode validar e armazenar atualizações de estado em L2.
Embora a tecnologia Rollup forneça uma solução de escalonamento eficaz, ainda existem alguns problemas no projeto e implementação de sequenciadores. O primeiro é o problema de centralização. A maioria dos projetos Rollup atualmente depende de sequenciadores centralizados, geralmente gerenciados por uma única entidade ou por alguns. os riscos trazidos pelo controle físico são a falta de transparência e pontos únicos de falha.
Deixando de lado a explicação rígida acima, a discussão sobre a solução de classificação descentralizada L2 mencionada em artigos anteriores da YBB Capital é se é a solução L2 da Metis abrindo diretamente o compromisso do nó do pool de classificação para o mercado ou começando do zero. do plano do projeto independente Espresso é classificar a distribuição do "bolo do lucro" e as expectativas de espaço para a futura especulação do mercado, de modo que a correção dos interesses e da legitimidade é a chave que é difícil de evitar.
Antecedentes históricos e design do Based Rollup
Fonte da imagem: @drakefjustin
O conceito Rollup foi proposto pela primeira vez por Vitalik Buterin, o fundador do Ethereum. Sua ideia original era alcançar um estado de "Anarquia Total (anarquia)" completamente irrestrito para permitir que qualquer pessoa expandisse as transações sem restrições. Combinando os problemas mencionados acima com o classificador atual, em 2023 o Pesquisador Ethereum: Justin Drake propôs uma solução chamada Based Rollups em que o classificador é gerenciado pelo próprio Ethereum L1. O conteúdo é o seguinte (veja o link estendido 1 para a fonte):
definição:
“Quando a ordenação de uma agregação é orientada pela camada base (L1), nós a chamamos de agregação baseada em L1 ou ordenada em L1. Especificamente, uma agregação baseada em L1 significa que o próximo proponente de L1 pode interagir com os pesquisadores de L1. e construtores cooperam para incluir o próximo bloco Rollup no próximo bloco L1 sem permissão."
vantagem:
Liveness: Based Rollup desfruta da mesma garantia de vivacidade que L1. Observe que a atividade de Rollup não baseado com Escape Hatches será reduzida (Escape Hatches é um mecanismo de segurança no Rollup que permite aos usuários extrair com segurança ativos de L2 de volta para o mestre L1 quando há um problema com o sistema Rollup. cadeia . É semelhante a uma saída de emergência);
Garantia de liquidação fraca: as transações do pod de escape devem aguardar um período de tempo limite antes que a liquidação seja garantida;
MEV baseado em revisão: Rollups com saídas de escape são suscetíveis a efeitos adversos de MEV devido à revisão de curto prazo do sequenciador durante intervalos;
Os efeitos de rede estão em risco: saídas em massa desencadeadas por falhas de atividade do ordenante (como ataques de 51% a mecanismos descentralizados de pedidos de PoS) destruirão os efeitos de rede do Rollup. Observe que, diferentemente de L1, o Rollup não pode usar o consenso social para se recuperar normalmente de falhas de atividade do sequenciador. De todos os designs de Rollup não baseados conhecidos, a saída em massa é a Espada de Dâmocles;
Penalidade de gás: as transações liquidadas por meio de saídas de emergência muitas vezes incorrem em penalidades de gás para seus usuários (por exemplo, devido à compactação de dados abaixo do ideal devido ao empacotamento de transações sem lote).
Descentralização: o Rollup Baseado herda a descentralização do L1 e reutiliza naturalmente a infraestrutura do pesquisador-construtor-proponente do L1. Os buscadores e construtores L1 são incentivados a incluir blocos rollup em seus blocos L1 para extrair o MEV do rollup. Isso, por sua vez, incentiva os proponentes de blocos L1 a empacotar blocos rollup em L1.
Simplicidade: a classificação baseada em rollup é a mais simples, ainda mais simples do que a classificação centralizada. O Rollup Baseado não requer verificação de assinatura do pedido, saídas de emergência e consenso PoS externo.
Nota histórica: Em janeiro de 2021, Vitalik chamou a solução baseada na classificação L1 de “anarquia completa”, que corre o risco de enviar vários blocos rollup ao mesmo tempo, resultando em desperdício de gás e carga de trabalho. O atual esquema de separação proponente-construtor de bloco (PBS) pode controlar estritamente o pedido L1, com no máximo um bloco rollup por bloco L1 e sem desperdício de gás. Isso evita o desperdício do trabalho de prova do rollup ZK quando o bloco n+ 1 do rollup (ou n+k para k >= 1) contém a prova SNARK do bloco n.
Custo: O Rollup Baseado não tem sobrecarga de gás – não há necessidade nem mesmo de verificar assinaturas de solicitantes descentralizados ou centralizados. A simplicidade do Based Rollup reduz os custos de desenvolvimento, reduz o tempo de lançamento e reduz a área de exposição a vulnerabilidades de código. A classificação baseada em rollup também não contém tokens, evitando a carga regulatória dos classificadores baseados em tokens.
Consistente com o alinhamento econômico L1: o MEV originado do Based Rollup flui naturalmente para o L1 em que se baseia. Este fluxo fortalece a segurança económica L1 e, no caso de destruição do MEV, aumenta a escassez económica dos tokens nativos de L1. Esta forte integração económica com L1 pode ajudar a construir a legitimidade do Based Rollup. É importante ressaltar que, apesar de sacrificar a receita do MEV, o Based Rollup mantém a opção de gerar receita a partir de tarifas de congestionamento L2 (como tarifas básicas de L2 na forma de EIP-1559).
Soberania: Embora a ordem seja delegada ao L1, o Based Rollup mantém a soberania. O Based Rollup pode ter um token de governança, cobrar uma taxa básica e os rendimentos dessas taxas básicas podem ser usados quando apropriado (por exemplo, o Otimismo financia bens públicos).
deficiência:
Sem receita de MEV: o Based Rollup transfere o MEV para L1, limitando sua receita às despesas básicas. Contra-intuitivamente, isso pode aumentar a receita total do Based Rollup. A razão é que o cenário de rollup parece ser onde o vencedor leva tudo, com o rollup vencedor provavelmente alavancando a segurança, a descentralização, a simplicidade e a consistência do Based Rollup para alcançar o domínio e, em última análise, maximizar a receita.
Classificação restrita: delegar a classificação para L1 reduz a flexibilidade de classificação. Isto torna certos serviços de encomenda mais difíceis, talvez até impossíveis:
Pré-confirmação: A pré-confirmação rápida não é um problema para pedidos centralizados e pode ser alcançada por meio de consenso PoS externo. A pré-validação rápida usando classificação L1 é um problema aberto com muitas direções de pesquisa promissoras, incluindo EigenL, Listas de Inclusão e Builder Bonds.
Primeiro a chegar, primeiro a ser servido (FCFS): o pedido FCFS no estilo Arbitrum não tem certeza se pode ser implementado no Rollup Baseado. EigenL pode fornecer uma sobreposição de FCFS para Rollup baseado em classificação L1.
nome:
O nome "Based Rollup" vem da proximidade com a cadeia base (Base L1). Isso entra em conflito com a cadeia Base anunciada recentemente pela Coinbase, o que é uma coincidência maravilhosa. Na verdade, a Coinbase compartilhou dois objetivos de design em seu anúncio da Base:
Ausência de token: “Não temos planos de emitir novos tokens de rede.”
Descentralização: “Nós […] planejamos descentralizar gradualmente o blockchain ao longo do tempo.”
A Base pode alcançar a descentralização sem tokens tornando-se um Based Rollup.
Fonte da imagem: @jchaskin 22
Para resumir a teoria, o Based Rollup permite que qualquer pessoa expanda para o bloco Rollup, publique as alterações de status da transação classificada em L1 para extrair MEV de L2, de modo que toda a classificação e segurança sejam fornecidas pelo Ethereum L1. Isso pode contornar o consenso externo de prova de aposta e os requisitos específicos do Rollup Token. Ao mesmo tempo, em comparação com as funções de "cabine de fuga de emergência" de outros Rollups que são essenciais para manter os ativos seguros, eles podem ser removidos na visão do Based. Rollup, e o processo requer apenas que as transações no Rollup sejam concluídas com sucesso, mantendo a operação segura do Ethereum.
Taiko Labs em rollup baseado
Fonte: Site oficial do Taiko
Taiko Labs é a principal equipe que desenvolve e promove Based Rollup, projeto do Taiko Labs na solução de escalonamento de segunda camada do Ethereum. Sua visão é resolver o problema de escalabilidade da rede principal Ethereum por meio de tecnologias inovadoras como o Based Rollup. Possui três características principais:
1. Completamente equivalente ao EVM (Tipo 1) ZK-EVM da Ethereum: O zkEVM (Tipo 1) usado tem compatibilidade total com Ethereum, e os desenvolvedores podem migrar perfeitamente aplicativos descentralizados entre Ethereum e Taiko (dApps) sem se preocupar com o risco de execução de contrato inteligente falha;
2. Código aberto: todo o código-fonte do Taiko é público no GitHub e qualquer pessoa pode visualizá-lo, construí-lo ou modificá-lo. Este modelo de código aberto garante que o desenvolvimento da tecnologia blockchain não se limite aos esforços de uma pequena equipe, mas também abranja comunidades e desenvolvedores em todo o mundo;
3. Descentralização completa: Além de garantir alta compatibilidade com EVM, a Taiko também está comprometida em alcançar a descentralização completa do protocolo. Taiko planeja enviar blocos e gerar zkPs por meio de proponentes e validadores descentralizados para garantir a natureza descentralizada do sistema.
Taiko está comprometida em construir o Tipo 1 totalmente equivalente ao Ethereum
O ZK-EVM, mencionado por Vitalik Buterin em "Os diferentes tipos de ZK-EVMs" (ver link estendido 2), busca uma equivalência completa e intransigente com o Ethereum. Seu objetivo é ser totalmente compatível com Ethereum para verificar blocos Ethereum (pelo menos a camada de execução verificável, excluindo o consenso da cadeia de beacon, mas incluindo todas as transações, contratos inteligentes e lógica de conta, e não substitui hashes, árvores de estado/transação e outros consensos lógica), portanto, comparado a outros tipos, o Tipo 1 é o mais complexo e desafiador por estar próximo de uma solução nativa.
图源：Vitalik Buterin：《Os diferentes tipos de ZK-EVMs》
Outras estruturas principais:
Rollup Competitivo (BCR - Rollup Competitivo Base)
É uma solução inovadora de expansão de blockchain desenvolvida pela Taiko Labs. O BCR visa melhorar a eficiência e a segurança do Rollup através de um mecanismo de competição, para que diferentes participantes possam competir livremente para submeter blocos e gerar provas, melhorando assim o desempenho e a descentralização de toda a rede.
Características
Concorrência aberta: Permitindo que qualquer participante qualificado concorra para enviar blocos e gerar provas, este mecanismo aberto reduz o controle centralizado e melhora a descentralização da rede. Os concorrentes ganham recompensas e taxas de transação ao fornecer melhores serviços;
Expansão eficiente: pode efetivamente melhorar a eficiência da geração e verificação de blocos. Vários concorrentes podem trabalhar em paralelo, evitando gargalos de ponto único e melhorando a velocidade de processamento de transações e a escalabilidade da rede;
Segurança: Através do mecanismo de competição envolvendo múltiplas partes, a capacidade do sistema de resistir a ataques é melhorada. Os blocos e certificados gerados pela competição multipartidária aumentam a transparência e a segurança do sistema e são difíceis de serem controlados ou atacados por uma única entidade.
Vantagem
Compatível com EVM: BCR é totalmente compatível com a Máquina Virtual Ethereum (EVM), permitindo que contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (DApps) Ethereum existentes sejam facilmente migrados para execução em BCR sem grandes modificações;
Alto rendimento: Como o BCR pode processar transações e gerar blocos em paralelo, o rendimento da rede é significativamente melhorado, pode lidar com maiores volumes de transações e reduz custos e atrasos de transação;
Descentralização: O mecanismo descentralizado de geração e certificação de blocos garante a natureza descentralizada da rede e reduz o risco de ser controlada por entidades centralizadas.
Desvantagens
Maior complexidade: A complexidade do sistema requer algoritmos e protocolos complexos para coordenar a geração e verificação de blocos entre vários concorrentes. A complexidade dos contratos inteligentes significa que os contratos inteligentes podem exigir lógica adicional para lidar com os resultados da concorrência;
Problemas potenciais: No mecanismo de concorrência do BCR, quando vários concorrentes calculam e enviam blocos ao mesmo tempo, as taxas podem aumentar. Os usuários podem enfrentar taxas de transação mais altas ao usar o BCR para transações, especialmente quando a rede está ocupada ou em situações intensas. . Ao mesmo tempo, grandes nós com recursos ricos podem ter vantagem na competição, resultando em centralização.
Rollup baseado em Booster (Rollup de Booster Baseado em BBR)
Booster é um participante especial do BBR. Ele é responsável por otimizar lotes de transações, compactar dados de transações e processar vários lotes de transações em paralelo. Sua função real é separar a execução e o armazenamento para manter. Enquanto L2 é executado, L1 permanece descentralizado e os endereços de. os contratos inteligentes em L1 e todos os BBRs permanecem consistentes.
Ao mesmo tempo, também enfrenta desafios como o aumento da complexidade do sistema, o consumo de recursos e a potencial centralização. No futuro, a BBR ainda precisa ser otimizada e expandida para atender às necessidades do desenvolvimento contínuo da tecnologia blockchain.
Fonte da imagem: Laboratórios Taiko
Conclusão
A partir da observação geral atual, o Rollup Baseado pode ser considerado uma grande mudança no método de expansão da segunda camada do Ethereum. A classificação do Rollup é diretamente confiada ao proponente da primeira camada, e o projeto de separação do proponente e do construtor é. usado para permitir que a primeira camada execute todas as tarefas da função Classificador. Ele também permite que o MEV seja expandido para que os pesquisadores L2 possam enviar pacotes de transações para os construtores L2, que também são pesquisadores L1, e esses blocos L2 completos se tornam parte dos blocos L1, que são, em última análise, construídos pelos construtores L1 e pelo processamento da rede principal Ethereum.
Resta verificar se o Based Rollup pode ser considerado a solução final do Rollup, mas é inegável que é uma grande inovação na expansão da segunda camada do Ethereum nesta fase, fornecendo uma solução mais segura e descentralizada para expansão. Se o mesmo pensamento for trazido para o ecossistema Bitcoin, em comparação com a forte escalabilidade do Ethereum para implementar VMs nativas e descentralizadas, sua dificuldade de implementação é compreensível. Portanto, toda a indústria está atualmente resolvendo o problema da expansão verdadeiramente descentralizada. Um longo caminho a percorrer.
Link de extensão:
【 1 】 Rollups baseados - superpoderes do sequenciamento L1 https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1
【 2 】Os diferentes tipos de ZK-EVMs https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html
Artigos de referência: [1] O jogo do crédito: Rollups manipulados por multi-assinatura e comitês https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0OTYwMDM1Mg==mid=2247486544idx=1sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1fsource=41#wechat_redirect
【2】Relatório de pesquisa Taiko: solução Ethereum Layer 2 que alcança expansão perfeita e compatibilidade total https://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html
