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
