• WEB3官网导航 / 解读RollupDecentralization之路:共享排序与基于Ethereum的两难选择官网更新时间:2024年8月27日 02:12
  • 解读RollupDecentralization之路:共享排序与基于Ethereum的两难选择

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    原文作者:Taiko Labs

    原文编译:深潮 TechFlow

    要点总结

    以 Rollup 为中心的路线图造成了Blockchain的分散和孤立。这种分割导致了 Rollup 之间缺乏价值转移。为了解决这个问题,涌现出了共享排序机制,如 Espresso、Astria 和 Radius。但这个解决方案本质上需要新的信任假设,因为这样的层必须具备自身的安全集。

    如果我们想为 Rollup 构建一个共享排序层,Ethereum是我们可以构建或使用的最可信的中立层。基于Ethereum的 Rollup(即 Based Rollup)天生可与Ethereum及其他 Based Rollup 完全组合。然而,作为 Based Rollup 的方案也面临一些挑战。其中最重要的挑战是区块时间与Ethereum相同,限制在 12 秒。解决方案是提供快速确认机制,例如集中式排序器,或加快Ethereum的区块时间。在测试网中,基于预确认的速度比当前的集中式排序器要更快。

    十字路口

    回顾文章开头,Ethereum选择的方向是很重要的。Ethereum从第一天起就拥抱Decentralization,这是首要任务。这个优先级给用户体验带来了一些限制。这些限制源于设计Decentralization分布式系统的挑战(例如处理全球状态、顺序执行等)。这正是Ethereum与其他 L1 的区别所在。它们选择了不同的道路。其他 L1 通过牺牲一些Decentralization来选择快速和便宜。它们之所以快速和便宜,是因为它们有历史证明、更大的区块大小和并行处理。这些概念允许快速和便宜的交易,但也增加了验证者的负担。这就是为什么其他 L1 验证者的硬件要求高于Ethereum的原因。

    在Ethereum自身通过历史过期、无状态、Verkle 树等升级进行扩展之前,我们将任务交给了 Rollup。

    四年前,Ethereum采取了以 Rollup 为中心的路线图,将执行外包,以使其成为一个更友好的用户环境,直到改进到来。多亏了这一点,我们在所有Ethereum上达到了每日平均 250 TPS。

    rollup.wtf

    正如上面提到的,自从Ethereum决定采用以 Rollup 为中心的路线图已经过去了四年。在此期间,L2 上进行了大量关于“Ethereum本身应该是什么”的实验。AltVM(Fuel、Fluent)、zkVM(Aztec、Starknet)、zkEVM(Scroll、Linea、zkSync)、并行 EVM(MegaETH)等等。这些都为Ethereum的未来提供了思路。但它们也创造了许多相互之间甚至没有任何联系的独立Blockchain。这就是为什么共享排序层出现以解决碎片化问题。

    共享排序层

    目前,Rollup 具有集中式排序器。这引入了巨大的审查、活跃性和 MEV 提取风险。如果 Rollup 希望Decentralization,可以选择共享排序器。通过使用共享排序器,Rollup 可以利用最终性、Decentralization、快速交易和跨链原子性。正如 Vitalik 所说:“Decentralization Rollup 需要 90% 的努力来开发一个新的 L1。”因此,通过选择共享排序器,可以避免Decentralization的工程努力。

    共享排序层基本上是一个将参与 Rollup 的排序权连接到单一排序器网络的层。该层运行共识协议,例如 BFT,任何人都可以参与(在共识协议的设计限制内)。因此,多个 Rollup 具有确定交易顺序的共同机制该机制还提供所有参与 Rollup 之间的快速 L2 最终性和可组合性。

    共享排序层是一个排序器市场。在这个市场中,Rollup 可以逐个插槽将其区块空间(和提案权)出售给更高出价者。这还创建了一个在所有参与 Rollup 之间重新分配 MEV 的层。

    关注点

    共享排序层具有网络效应,可以在所有参与 Rollup 之间创建原子可组合性和共享 MEV。Rollup 加入网络以增加其区块的价值(同时Decentralization其排序器)。

    然而,根据共享排序器的系统设计,参与的 Rollup 应尽可能多。如果参与的 Rollup X 离开链,这种 MEV 分配将被打乱,直接影响网络效应。因此,共享排序是一场无休止的游戏,参与者必须始终保持在游戏中。正如 Rushi 所说 ,这是一个纯粹的 B2B 模型。

    共享排序层在共享排序器市场旁边运行一个诸如 BFT 的协议,以实现快速的 L2 最终性,并引入了诚实假设。它假设一半的验证者是诚实的。如果由于某种原因,一半的验证者离线或不诚实,链可能会失去活跃性(它们可以使用基于的后备方案)。如果 BFT 协议失去活跃性,参与的 Rollup 将无法利用快速最终性,因为它们必须从 BFT 协议中获得最终性认证。来自该层的提款也将被暂停。但即使 BFT 协议崩溃,MEV 重新分配仍将继续,因为在 Espresso 中,例如,MEV 重新分配与 BFT 协议是分开的。相比之下,Ethereum在密码经济安全性和活跃性方面始终是最强的 BFT 协议。

    此外,如果它们使用重质押,还存在重质押风险。如果验证者的硬件要求很高,这将导致垄断。如果重质押服务出现错误,可能还会出现大规模削减;有关更多信息,请参见 Eigenlayer 的 风险常见问题 。有关共享排序器中的重质押方法, 请参见 Nethermind 和 Fourpillar 的联合研究。

    需要注意的是,考虑到共享排序器使用预确认,这一过程可以在 L1 上完成(即基于预确认),从而消除对新层的需求。还应注意,共享排序器仍然必须通过 L1 管道。因此,“快速最终性”在这里没有意义。

    总之,我们认为,如果共享排序器层没有Decentralization和稳健性,它们就是单点故障。它们将成为所有选择加入 rollup 的最薄弱环节。

    中立可组合性不再是一个玩笑:要 Based

    正如我们所提到的,Ethereum是构建各种应用的最可信中立层。Rollup 通过将其批次和证明发送到Ethereum,利用其作为数据可用性层来实现这一目标。目前,大多数 Rollup 由集中式排序器管理,所有交易都由 Rollup 团队负责排序。其中一些团队仍在努力设计使其网络Decentralization的方案,比如 Aztec 的 Fernet 。还有另一种方法可以在不耗费大量工程资源的情况下实现网络Decentralization:基于排序的方式。

    Taiko 是第一个使用Ethereum作为排序层的 Based Rollup。区块构建完全依赖于Ethereum。任何人都可以提议一个区块,这一过程完全无需许可。每个 Rollup 都可以通过基于Ethereum实现可组合性,而不是添加一个新层。由于Ethereum和 Based Rollup 的插槽是同步移动的,因此它们彼此完全兼容。这意味着可以在 L1 上进行闪电贷,并在同一个插槽中在 Based Rollup 上进行某些活动(感谢我们的 BBR 设计,详细信息请 参见此处 )。但基于Ethereum的方式也伴随着一些成本。

    来源: L2 Beat

    我们在 “基于预确认的 Rollup 中心考虑” 一文中提到了这个问题,但让我们简要总结一下。正如我们所说, Based Rollup 的区块时间与Ethereum相同,都是 12 秒。这意味着 Based Rollup 需要每 12 秒将其数据通过 blobs(或 calldata)发送到 L1。如果无法用足够的 L2 交易填满 blob 来覆盖 L1 费用,你将面临亏损。为了不将这一点转嫁给我们的用户,我们一开始自己承担了这笔费用,并花费了大量资金。如今,提议者的区块时间已超过 12 秒(约 20 秒),以便实现盈利。

    这些是 Based Rollup 通过 Taiko 的例子 所经历的困难的示例。总之,主要问题是区块时间和收入限制为基础费用,而不是集中排序器。你牺牲了收入,因为排序完全无需许可,你的 MEV 完全流向Ethereum,无法从交易中捕获任何价值( Spire Labs 正在开发一个基于框架来改善 Based Rollup 的收入模型)。

    为了解决用户体验和区块时间问题,我们有两个选择:

    基于预确认

    L1 上更快的区块时间

    基于预确认(Based Preconfirmations)

    基于预确认简单地使用一些 L1 验证者为 L2 用户提供预确认。目前,基于预确认在 Helder 测试网上成功运行,现在可以在 Taiko 上进行闪电般快速的交易(Gattaca 的演示中为 20 毫秒,Arbitrum 中约为 260 毫秒 )。

    基于 Titan 的预确认演示

    在基于预确认中,你并不继承Ethereum的所有活跃性和安全性。你只信任Ethereum验证者集的一个子集。但这里值得一提的是,我们正在从当前Ethereum提议者那里获得可信的承诺。任何人都可以通过在注册合约上质押一定数量的 ETH 成为预确认提供者。我们在之前的博客文章中详细解释了基于预确认的细节,请见 此处 。

    基于预确认的空间仍处于早期和不断发展的阶段。它面临一些威胁,就像Ethereum区块构建的集中化一样,但通过新的方法和研究,将设计出更合理的架构。我们将很快分享我们的预确认设计。

    更快的区块?

    没有人会拒绝让Ethereum更加用户友好。更快的最终确认、更快的区块时间以及更快的交易处理,这些都是 Based Rollup 的最有利场景。正如我们所提到的,L1 的区块时间是成为 Based Rollup 的唯一障碍。更快的 L1 区块意味着更快的 Based Rollup 的区块。

    更快的 L1 的主要思路是采用一种能够本质上减少插槽时间的共识机制。 单插槽最终性 (Single Slot Finality, SSF)是一种正在考虑的共识机制,具体为 Orbit SSF ,其中每个插槽可以在几秒钟内完成最终确认。在当前的 Gasper 协议中,最终确认时间为 2 个周期,即 13 分钟。然而,SSF 的缺点在于它容易受到 33% 不活跃泄漏的影响。

    这里的主要问题是,为什么如果更快的 L1 总是必要的,花费四年时间在 Rollup 上的工程努力不用于加速 L1 本身。我们在 Rollup 上投入了大量的研发精力,取得了许多不同的方法。即使今天达成了更短的区块时间,开发也最多需要 2-3 年的时间。

    Ethereum选择了一条非常明确的道路。这条道路意味着在Decentralization上没有妥协,也不触及“单独的家庭质押者”。显然,更快的区块需要对Ethereum的共识进行更改,而这种改变将导致验证者分布比现在更少。这是Ethereum社区需要做出的一个重要决定。

    结论

    随着 Rollup 的发展和普及,碎片化和孤立成为严重问题。因此,成为 Based Rollup 并加入共享排序器层是一个重要的区别。共享排序层可以用于快速最终确认和跨链可组合性,但它们需要新的信任假设,并且可能会失败,失去网络效应。Based Rollup 利用Ethereum现有的基础设施进行区块构建,但在区块时间和收入模型上面临挑战。尽管如此,它确实通过其特性提供了解决流动性碎片化和与 L1 完全可组合的解决方案。

    前进的方向可能在于基于预确认和更快的 L1 区块时间等新解决方案,以克服 Based Rollup 的缺点。这些目标是在不妥协Ethereum对齐的情况下改善用户体验。我们的目标是创建一个可扩展、Decentralization且用户友好的生态系统,忠于Ethereum的愿景。

    选择是否基于Ethereum不仅仅是一个技术决定,这关乎Decentralization Rollup “框架”的方向。

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