Da teoria à prática: o Based Rollup pode implementar a solução Rollup orientada por classificação L1?

Título original: "Da teoria à prática: Can Based Rollup implementa solução Rollup orientada por classificação L1"

Autor original: Ac-Core, pesquisador da YBB Capital 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, um conjunto de contratos inteligentes de Rollup=L1 + nós de rede 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. Os nós da rede L2 são compostos de múltiplas partes, a mais importante das quais é 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 publica os dados necessários para reconstruir o estado da cadeia (como fonte de disponibilidade de dados) na camada de disponibilidade de dados e publica a prova da correção da execução fora da cadeia na camada de liquidação (existem dois tipos de Rollup, no caso do rollup ZK, as provas de conhecimento zero são emitidas para cada bloco; no caso do rollup otimista, as provas de fraude só são emitidas quando ocorre uma disputa. Após o 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, e 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. Classificação das 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 de pacote: 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 transações empacotado para a rede principal Ethereum (L1), onde são realizadas a liquidação e o armazenamento de dados. Isto permite que L1 valide e armazene atualizações de estado em L2.

Embora a tecnologia Rollup forneça uma solução de expansão 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 mencionada, no que diz respeito à discussão das soluções de classificação descentralizadas L2, conforme mencionado nos artigos anteriores da YBB Capital, seja a solução L2 da Metis abrindo diretamente o compromisso do nó do pool de classificação para o mercado, ou começando do zero A essência do plano do projecto independente Espresso é ordenar a distribuição do "bolo do lucro" e as expectativas de espaço para a futura especulação do mercado, pelo que a correcção dos interesses e da legitimidade é a chave inevitável.

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” 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 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 liveness 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 Based Rollup herda a descentralização de L1 e reutiliza naturalmente a infraestrutura de pesquisador-construtor-proponente de 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, e até muito mais simples 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 esquema atual de Separação Proponente-Construtor (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 de um rollup ZK quando o bloco n+1 do rollup (ou n+k para k >= 1) contém uma prova SNARK do bloco n.

● Custo: o Rollup Baseado não tem sobrecarga de gás — nem precisa 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 (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 taxas de congestionamento L2 (como taxas básicas de L2 na forma de EIP-1559).

● Soberania: Embora a classificação seja delegada ao L1, o Based Rollup mantém a soberania. O Based Rollup pode ter um token de governança, cobrar taxas básicas 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 cede 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 reduzirá 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): a classificação FCFS no estilo Arbitrum não tem certeza se pode ser implementada 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: “Planejamos descentralizar gradualmente a blockchain ao longo do tempo.”

A Base pode alcançar a descentralização sem tokens tornando-se um Based Rollup.

Fonte da imagem: @ jchaskin22

Com base na teoria acima, o Based Rollup permite que qualquer pessoa expanda para blocos Rollup, publique as alterações de status da transação classificada em L1 e, em seguida, extraia MEV de L2, para 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 a função de "cabine de fuga de emergência" de outros Rollups, que é essencial para manter a segurança dos ativos, ela pode ser removida na visão do Rollup Baseado. , e o processo requer apenas que as transações no rollup sejam concluídas com êxito, mantendo a operação segura do Ethereum.

Outras estruturas principais:

Rollup Competitivo (BCR - Rollup Competitivo Base)

é uma solução inovadora de escalonamento de blockchain desenvolvida pela Taiko Labs. O BCR visa melhorar a eficiência e segurança do Rollup através de um mecanismo de competição, permitindo que diferentes participantes concorram livremente para submeter blocos e gerar provas, melhorando assim o desempenho e a descentralização de toda a rede.

● Recursos

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.

● Vantagens

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, sendo capaz de lidar com maiores volumes de transações e reduzindo 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 âmbito do mecanismo de concorrência do BCR, quando vários concorrentes calculam e submetem blocos ao mesmo tempo, isso pode levar a um aumento nas taxas. Os utilizadores podem enfrentar taxas de transação mais elevadas quando utilizam o BCR para transações, especialmente quando a rede está ocupada ou. 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 e manter. Enquanto L2 executa, 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 crescentes necessidades 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 estendido 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 pelo construtor L1 e pelo processamento da rede principal Ethereum. .

Ainda não se sabe 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 uma VM nativa e descentralizada, sua implementação é compreensivelmente difícil. 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

Artigo de referência:

【1】O jogo do crédito: Rollups controlados por multi-assinatura e comitê https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0OTYwMDM1Mg==&mid=2247486544&idx=1&sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1f&source=41#wechat_redirect

【2】Taiko Research Report: Solução Ethereum Layer 2 que alcança expansão perfeita e compatibilidade total

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

Este artigo é uma submissão e não representa as opiniões do BlockBeats.