Автор: YBB Capital Researcher Ac-Core

Предисловие:

Принцип работы Ethereum заключается в том, что каждый узел хранит и выполняет каждую транзакцию, отправленную пользователем. Чтобы расширить всю сеть, Ethereum использует решение Rollup. Проще говоря, он переносит большую часть обработки транзакций в офчейн (L2), тем самым снижая нагрузку на основную сеть Ethereum (L1) и снижая комиссию за транзакции, то есть Rollup = набор смарт-контрактов L1 + узлы сети L2, то есть внутрисетевые смарт-контракты и оффчейн-агрегаторы, которые полагаются на сам Ethereum для собственных расчетов, консенсуса и доступности данных, несут ответственность только за выполнение транзакций. Сетевой узел L2 состоит из нескольких частей, наиболее важной из которых является секвенатор, но в настоящее время секвенаторы Rollup сталкиваются с проблемами централизации.

Рулоны и сортеры

Rollup — это решение масштабирования для Ethereum (L1), которое выполняет транзакции вне цепочки и упаковывает их в блоки. Для каждого блока Rollup публикует данные, необходимые для восстановления состояния цепочки (в качестве источника доступности данных), на уровне доступности данных, а также публикует доказательство правильности оффчейн-выполнения на расчетном уровне (есть два типа Свертывание, в случае ZK-свертывания, доказательства с нулевым разглашением выдаются для каждого блока, в случае Оптимистического свертывания доказательства мошенничества выдаются только в случае возникновения спора). , Этот уровень можно назвать «уровнем публикации данных». Среди них смарт-контракт Rollup проверяет выданное доказательство на L1, и каждый Rollup будет иметь один или несколько мостов для реализации передачи данных между цепочками, а также ввода и вывода средств.

В логике реализации Rollup секвенсор является ключевым компонентом. Он в основном отвечает за получение запросов транзакций на уровне L2, определение порядка их выполнения, упаковку транзакций в пакеты (Batch) и, наконец, передачу их интеллекту Rollup на уровне L1. Контракты играют важную роль в повышении эффективности обработки транзакций и снижении затрат.

Функция и принцип работы сортировщика в основном состоят из четырех частей.

1. Получение транзакций. Секвенсор получает запросы транзакций от пользователей или приложений. Эти транзакции сначала обрабатываются на уровне L2, а не непосредственно в сети Ethereum;

2 Сортировка транзакций. Секвенсор отвечает за сортировку полученных транзакций и определение порядка их выполнения. Этот процесс аналогичен тому, что делают майнеры Ethereum перед упаковкой транзакций в блоки;

3 Упакованные транзакции. Сортировщик упаковывает отсортированные транзакции в пакеты, и эти пакеты содержат сводную информацию о нескольких транзакциях;

4. Отправка в L1. Наконец, секвенсор отправляет упакованный пакет транзакций в основную сеть Ethereum (L1), где выполняются расчеты и хранение данных. Таким образом, L1 может проверять и сохранять обновления состояния на L2.

Хотя технология Rollup обеспечивает эффективное решение для масштабирования, все еще существуют некоторые проблемы при разработке и реализации секвенаторов. Первая из них — это проблема централизации. Большинство проектов Rollup в настоящее время полагаются на централизованные секвенсоры, обычно управляемые одним или несколькими интуитивно понятными организациями. Риски, связанные с физическим контролем, включают отсутствие прозрачности и отдельные точки отказа.

Оставляя в стороне вышеупомянутое жесткое объяснение, касающееся обсуждения решений децентрализованной сортировки L2, как упоминалось в предыдущих статьях YBB Capital, будь то решение L2 Metis, непосредственно открывающее узел сортировочного пула на рынке, или запуск с нуля. Суть независимого проекта Espresso plan заключается в том, чтобы разобраться с распределением «пирога прибыли» и пространством ожиданий для будущих рыночных спекуляций, поэтому правильность интересов и легитимность — это ключ, которого нельзя избежать.

Историческая справка и конструкция накопительного пакета на основе

Источник изображения: @drakefjustin

Концепция Rollup была впервые предложена Виталиком Бутериным, основателем Ethereum. Ее первоначальная идея заключалась в достижении совершенно неограниченного состояния «Тотальной анархии», позволяющего любому расширять транзакции без ограничений. Объединив вышеупомянутые проблемы с текущим сортировщиком, в 2023 году исследователь Ethereum: Джастин Дрейк предложил решение под названием «Based Rollups», в котором сортировщиком управляет сам Ethereum L1. Содержание выглядит следующим образом (источник см. в расширенной ссылке 1):

определение:

«Когда упорядочение агрегации определяется базовым уровнем (L1), мы называем ее агрегацией на основе L1 или агрегацией, упорядоченной по L1. В частности, агрегация на основе L1 означает, что следующий предлагающий L1 может взаимодействовать с поисковиками L1. и разработчики сотрудничают, чтобы включить следующий блок Rollup в следующий блок L1 без разрешения».

преимущество:

  • Живучесть: накопительный пакет на основе имеет ту же гарантию жизнеспособности, что и L1. Обратите внимание, что активность небазированного накопительного пакета с аварийными люками будет снижена (аварийные люки — это механизм безопасности в накопительном пакете, который позволяет пользователям безопасно извлекать активы из L2 обратно в главный L1 при возникновении проблем с системой накопительного пакета. .Похож на запасной выход);

Слабая гарантия расчета: транзакции по спасательной капсуле должны ждать определенного периода времени, прежде чем будет гарантирован расчет;

MEV на основе проверки: накопительные пакеты с аварийными люками подвержены неблагоприятным эффектам MEV из-за кратковременной проверки секвенатора во время тайм-аутов;

Сетевые эффекты находятся под угрозой: массовые выходы, вызванные сбоями в работе заказчиков (например, атаки 51% на децентрализованные механизмы заказа PoS), уничтожат сетевые эффекты Rollup. Обратите внимание, что в отличие от L1, Rollup не может использовать социальный консенсус для корректного восстановления после сбоев работоспособности секвенсора. Из всех известных проектов, не основанных на объединении, массовым выходом является дамоклов меч;

Газовые штрафы: транзакции, совершаемые через аварийные люки, часто влекут за собой газовые штрафы для их пользователей (например, из-за неоптимального сжатия данных из-за непакетной упаковки транзакций).

  • Децентрализация: накопительный пакет на основе наследует децентрализацию L1 и, естественно, повторно использует инфраструктуру L1 «искатель-разработчик-предложение». Искателям и разработчикам L1 рекомендуется включать блоки объединения в свои блоки L1 для извлечения MEV объединения. Это, в свою очередь, стимулирует разработчиков блоков L1 упаковывать объединяемые блоки на L1.

  • Простота. Сортировка на основе сводных данных является самой простой, даже намного проще, чем централизованная сортировка. Накопительный пакет на основе не требует проверки подписи заказчика, аварийных люков и внешнего консенсуса PoS.

Историческая справка: В январе 2021 года Виталик назвал решение, основанное на заказе L1, «полной анархией», которая сопряжена с риском одновременной отправки нескольких сводных блоков, что приведет к пустой трате газа и рабочей нагрузки. Текущая схема разделения предлагающего-строительного блока (PBS) может строго контролировать порядок L1, при этом не более одного объединяемого блока на блок L1 и без потерь газа. Это позволяет избежать напрасной работы по доказательству ZK-свертывания, когда блок n+1 свертки (или n+k для k >= 1) содержит SNARK-доказательство блока n.

  • Стоимость: Базовый накопительный пакет не требует затрат на газ — нет необходимости даже проверять подписи децентрализованных или централизованных заказчиков. Простота базового накопительного пакета снижает затраты на разработку, сокращает время выпуска и уменьшает зону воздействия уязвимостей кода. Сортировка на основе Rollup также не требует токенов, что позволяет избежать нормативного бремени сортировщиков на основе токенов.

  • В соответствии с экономическим соответствием уровня L1: MEV, полученный в результате объединения на основе, естественным образом передается на уровень L1, на котором он основан. Этот поток укрепляет экономическую безопасность L1 и, в случае уничтожения MEV, увеличивает экономическую нехватку собственных токенов L1. Эта сильная экономическая интеграция с L1 может помочь укрепить легитимность агрегирования на основе. Важно отметить, что, несмотря на принесение в жертву доходов MEV, объединение на основе сохраняет возможность получать доход от платы за перегрузку L2 (например, базовых сборов L2 в форме EIP-1559).

  • Суверенитет: хотя порядок делегируется уровню L1, базовый накопительный пакет сохраняет суверенитет. Базовый накопительный пакет может иметь токен управления, взимать базовые сборы, а доходы от этих базовых сборов могут использоваться при необходимости (например, Оптимизм финансирует общественные блага).

недостаток:

  • Отсутствие дохода MEV: Base Rollup передает MEV L1, ограничивая его доход базовыми расходами. Как ни странно, это может увеличить общий доход от объединения на основе. Причина в том, что ситуация с объединением выглядит так, что победитель получает все, причем победившее объединение, скорее всего, будет использовать безопасность, децентрализацию, простоту и последовательность основанного объединения для достижения доминирования и, в конечном итоге, максимизации дохода.

  • Ограниченная сортировка. Делегирование сортировки на уровень L1 снижает гибкость сортировки. Это делает заказ некоторых услуг более трудным, а возможно, даже невозможным:

    • Предварительное подтверждение: быстрое предварительное подтверждение не является проблемой для централизованного заказа и может быть достигнуто посредством внешнего консенсуса PoS. Быстрая предварительная проверка с использованием сортировки L1 — открытая проблема для многих перспективных направлений исследований, включая EigenL, списки включения и Builder Bonds.

    • В порядке очереди (FCFS): порядок FCFS в стиле Arbitrum не уверен, можно ли его реализовать на основе объединения. EigenL может обеспечить наложение FCFS для накопительного пакета с сортировкой L1.

имя:

Название «Based Rollup» происходит из-за близости к базовой цепочке (Base L1). Это противоречит недавно анонсированной цепочке Base от Coinbase, что является прекрасным совпадением. Фактически, в объявлении Base Coinbase поделилась двумя целями дизайна:

  • Безтокенность: «У нас нет планов выпускать новые сетевые токены».

  • Децентрализация: «Мы […] планируем постепенно децентрализовать блокчейн с течением времени».

Base может добиться децентрализации без токенов, став базовым накопительным пакетом.

 

Источник изображения: @jchaskin22

Основываясь на вышеизложенной теории, Based Rollup позволяет любому расшириться до блока Rollup, опубликовать изменения статуса отсортированных транзакций на L1, а затем извлечь MEV из L2, так что вся сортировка и безопасность обеспечивается Ethereum L1. Это может обойти внешний консенсус по доказательству доли и конкретные требования к токену Rollup. В то же время, по сравнению с другими функциями Rollup «кабина аварийного выхода», которые необходимы для обеспечения безопасности активов, в концепции базового накопительного пакета его можно удалить. , и для этого процесса требуется только успешное завершение транзакций при объединении при сохранении безопасной работы Ethereum.

Taiko Labs на основе накопительного пакета

Источник: официальный сайт Тайко.

 

Taiko Labs — основная команда, разрабатывающая и продвигающая Based Rollup, проект Taiko Labs в решении для масштабирования второго уровня Ethereum. Его видение состоит в том, чтобы решить проблему масштабируемости основной сети Ethereum с помощью инновационных технологий, таких как Based Rollup. Он имеет три основные характеристики:

1. Полностью эквивалентен EVM Ethereum (Тип 1) ZK-EVM: Используемый zkEVM (Тип 1) полностью совместим с Ethereum, и разработчики могут беспрепятственно переносить децентрализованные приложения между Ethereum и Taiko (dApps), не беспокоясь о риске сбоя выполнения смарт-контракта. ;

2. Открытый исходный код: весь исходный код Taiko общедоступен на GitHub, и каждый может просмотреть, собрать или изменить его. Эта модель с открытым исходным кодом гарантирует, что развитие технологии блокчейна не ограничивается усилиями небольшой команды, но также охватывает сообщества и разработчиков по всему миру;

3. Полная децентрализация. Помимо обеспечения высокой совместимости с EVM, Taiko также стремится добиться полной децентрализации протокола. Taiko планирует отправлять блоки и генерировать zkP через децентрализованных продавцов и валидаторов, чтобы обеспечить децентрализованный характер системы.

Taiko стремится создать Type 1, полностью эквивалентный Ethereum.

Автор: Виталик Бутерин: «Различные типы ZK-EVM»

Другие основные структуры:

Конкурентный накопительный пакет (BCR — базовый конкурентный накопительный пакет)

Это инновационное решение для масштабирования блокчейна, разработанное Taiko Labs. BCR стремится повысить эффективность и безопасность Rollup с помощью механизма конкуренции, позволяющего различным участникам свободно конкурировать за отправку блоков и генерацию доказательств, тем самым улучшая производительность и децентрализацию всей сети. Подробное описание выглядит следующим образом.

  • Функции

Открытая конкуренция. Этот открытый механизм позволяет любому квалифицированному участнику конкурировать за отправку блоков и создание доказательств. Этот открытый механизм снижает централизованный контроль и улучшает децентрализацию сети. Конкуренты получают вознаграждение и комиссию за транзакции, предоставляя более качественные услуги;

Эффективное расширение: оно может эффективно повысить эффективность генерации и проверки блоков. Несколько конкурентов могут работать параллельно, избегая узких мест в одной точке и улучшая скорость обработки транзакций и масштабируемость сети;

Безопасность. Благодаря механизму конкуренции с участием нескольких сторон повышается способность системы противостоять атакам. Блоки и сертификаты, созданные в результате многосторонней конкуренции, повышают прозрачность и безопасность системы, и их трудно контролировать или атаковать со стороны одного лица.

  • Преимущества

Совместимость с EVM: BCR полностью совместим с виртуальной машиной Ethereum (EVM), что позволяет легко переносить существующие смарт-контракты Ethereum и децентрализованные приложения (DApps) для работы на BCR без серьезных модификаций;

Высокая пропускная способность: поскольку BCR может обрабатывать транзакции и генерировать блоки параллельно, пропускная способность сети значительно повышается, позволяя обрабатывать более высокие объемы транзакций и снижая транзакционные издержки и задержки;

Децентрализация: децентрализованный механизм генерации и сертификации блоков обеспечивает децентрализованный характер сети и снижает риск контроля со стороны централизованных организаций.

  • Недостатки

Повышенная сложность: сложность системы требует сложных алгоритмов и протоколов для координации генерации и проверки блоков между несколькими конкурентами. Сложность смарт-контракта означает, что смарт-контрактам может потребоваться дополнительная логика для обработки результатов конкуренции;

Потенциальные проблемы: в соответствии с механизмом конкуренции BCR, когда несколько конкурентов одновременно рассчитывают и отправляют блоки, пользователи могут столкнуться с более высокими комиссиями за транзакции при использовании BCR для транзакций, особенно когда сеть загружена или в условиях напряженной конкуренции. . В то же время крупные узлы с богатыми ресурсами могут иметь преимущество в конкуренции, что приводит к централизации.

 

Накопительный пакет на основе усилителя (накопительный пакет на основе BBR)

Booster является специальным участником BBR. Он отвечает за оптимизацию пакетов транзакций, сжатие данных транзакций и параллельную обработку нескольких пакетов транзакций. Его фактическая функция — разделить выполнение, хранение и обслуживание. Пока выполняется L2, L1 остается децентрализованным, а адреса. смарт-контракты на L1 и всех BBR остаются согласованными.

В то же время он также сталкивается с такими проблемами, как повышение сложности системы, потребление ресурсов и потенциальная централизация. В будущем BBR все еще нуждается в дальнейшей оптимизации и расширении, чтобы соответствовать потребностям постоянного развития технологии блокчейна.

Источник изображения: Taiko Labs

Заключение:

Согласно текущим общим наблюдениям, основанный накопительный пакет можно рассматривать как огромное изменение в методе расширения второго уровня Эфириума. Сортировка накопительного пакета напрямую возлагается на инициатора первого уровня, а также на проект разделения предлагающего и создателя. используется, чтобы позволить первому уровню выполнять все задачи для роли сортировщика. Это также позволяет расширять MEV, чтобы поисковики L2 могли отправлять пакеты транзакций сборщикам L2, которые также являются поисковиками L1, и эти полные блоки L2 затем становятся частью блоков L1, которые в конечном итоге используются сборщиками L1 и обработкой основной сети Ethereum.

Можно ли считать Based Rollup окончательным решением Rollup, еще предстоит проверить, но нельзя отрицать, что это главное нововведение в расширении второго уровня Ethereum на данном этапе, обеспечивающее более безопасное и децентрализованное решение для расширения. Если то же самое мышление будет привнесено в экосистему Биткойна, по сравнению с сильной масштабируемостью Эфириума для реализации собственной и децентрализованной виртуальной машины, его реализация будет, по понятным причинам, сложной. Поэтому вся отрасль в настоящее время решает проблему действительно децентрализованного расширения. долгий путь.

 

Ссылка на расширение:

【1】 Основанные на свертках — суперспособности из секвенирования L1 https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1

【2】Различные типы ZK-EVM https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

Справочная статья:
【1】Игра в кредит: накопительные пакеты контролируются мультиподписью и комитетом https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0OTYwMDM1Mg==&mid=2247486544&idx=1&sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1f&source=41#wechat_redirect

【2】Отчет об исследовании Taiko: решение Ethereum Layer 2, обеспечивающее плавное расширение и полную совместимость https://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html