Предисловие

Ethereum работает на принципе того, что каждый узел хранит и выполняет каждую транзакцию, отправленную пользователями. Для масштабирования всей сети Ethereum приняла решение использовать решение Rollup. Проще говоря, это перемещает большую часть обработки транзакций вне цепи (L2), тем самым уменьшая нагрузку на главную сеть Ethereum (L1) и снижая комиссии за транзакции. Rollup = набор смарт-контрактов на L1 + сеть узлов на L2, которая включает в себя как цепочные смарт-контракты, так и оффчейн-агрегаторы. Он полагается на Ethereum для расчетов, консенсуса и доступности данных, при этом отвечая только за выполнение транзакций. Узлы сети L2 состоят из нескольких частей, наиболее критической из которых является секвенсор. Однако в настоящее время секвенсоры Rollups столкнулись с проблемами централизации.

Rollup и Sequencer

Rollup - это решение масштабирования для Ethereum (L1), которое выполняет транзакции вне цепи и упаковывает их в блоки. Для каждого блока Rollup публикует данные, необходимые для воссоздания состояния цепи (в качестве источника доступности данных) на уровне доступности данных и публикует доказательства корректности внешнего выполнения на уровне расчетов. Rollup поставляются в двух типах: в случае ZK-rollup с каждым блоком публикуется доказательство с нулевым разглашением, тогда как в случае Оптимистичного rollup доказательство мошенничества публикуется только в случае возникновения спора. После EIP-4844, когда публикация данных переходит к блобам, этот уровень может быть назван "уровнем публикации данных". Умные контракты Rollup на L1 проверяют опубликованные доказательства. У каждого Rollup есть один или несколько мостов для обеспечения передачи данных между цепями, а также депозитов и выводов.

В логике реализации Rollup секвенсор является ключевым компонентом, ответственным за получение запросов на транзакцию на L2, определение порядка их выполнения и упаковку транзакций в пакеты, которые в конечном итоге отправляются на умный контракт Rollup на L1. Это играет решающую роль в повышении эффективности обработки транзакций и снижении затрат.

Функциональность и принципы работы секвенсора могут быть сводятся к четырем частям:

1. Получение транзакций: Секвенсор получает запросы на транзакции от пользователей или приложений. Эти транзакции обрабатываются сначала на L2, а не напрямую на основной сети Ethereum.

2 Заказ транзакций: Секвенсор отвечает за упорядочивание полученных транзакций, определяя их последовательность выполнения. Этот процесс аналогичен тому, что делают майнеры Ethereum перед упаковкой транзакций в блоки.

3 Упаковка транзакций: последователь упаковывает упорядоченные транзакции в пакеты, содержащие суммарную информацию о нескольких транзакциях.

4 Представление в L1: Наконец, секвенсор отправляет упакованные пакеты транзакций на главную сеть Ethereum (L1) для урегулирования и хранения данных. Это позволяет L1 проверять и хранить обновления состояния от L2.

Хотя технология Rollup предоставляет эффективное решение для масштабирования, все же существуют некоторые проблемы в проектировании и реализации последователей, главной из которых является проблема централизации. Большинство проектов Rollup в настоящее время полагаются на централизованных последователей, обычно контролируемых одним субъектом или несколькими субъектами, что представляет очевидные риски отсутствия прозрачности и единой точки отказа.

Оставляя в стороне жесткие объяснения выше, дискуссии о децентрализованных секвенсорных решениях для L2, как упоминалось в предыдущих статьях YBB Capital, будь то решение L2 от Metis, которое напрямую открывает рынку стейкинг узлов пула секвенсоров, или независимый проект Espresso, их суть заключается в распределении «пирога прибыли» секвенирования и ожиданий будущего рыночного хайпа. Поэтому интерес и православная правильность являются неизбежными ключевыми моментами.

Исторический контекст и дизайн Based Rollup

Источник изображения: @drakefjustin

Концепция Rollup была впервые предложена основателем Ethereum Виталиком Бутериным, который изначально предполагал достижение полностью неограниченного состояния "Полного Анархии", чтобы позволить неограниченное расширение транзакций. Учитывая текущие проблемы с последователями, в 2023 году исследователь Ethereum Джастин Дрейк предложил решение под названием Based Rollups, где последователи управляются самим Ethereum L1. Детали приведены ниже (источник: см. ссылку на расширение 1):

Определение:

«Когда последовательность Rollup определяется базовым уровнем (L1), мы называем это L1-основанной или L1-управляемой последовательностью Rollup. В частности, L1-основанная Rollup означает, что следующий предлагатель L1 может работать без разрешения с поисковиками и конструкторами L1, чтобы включить следующий блок Rollup в следующий блок L1».

Преимущества:

●Активность: Based Rollup имеет те же гарантии живучести, что и L1. Обратите внимание, что у небазовых Rollup с запасными люками снижена живучесть (запасные люки - это механизм безопасности в Rollup, который позволяет пользователям безопасно вывести активы из L2 обратно на главную цепь L1 в случае проблем с системой Rollup. Это похоже на аварийный выход).

Слабее гарантии расчетов: Транзакции через аварийные выходы должны ждать период ожидания, прежде чем гарантируется расчет.

MEV от цензуры:Роллапы с аварийными выходами уязвимы для неблагоприятных эффектов MEV из-за краткосрочной цензуры секвенсора во время периода ожидания.

Риски сетевых эффектов: Массовые выходы, вызванные сбоями живучести последователя (например, атака 51% на децентрализованные механизмы последования PoS), нарушат сетевые эффекты Rollup. Обратите внимание, что, в отличие от L1, Rollup не может элегантно восстановиться после сбоев живучести последователя с помощью социального консенсуса. Во всех известных неоснованных дизайнах Rollup массовые выходы являются мечом Дамокла.

Штраф за газ: Транзакции, завершаемые через аварийные люки, обычно влекут штраф в виде газа для пользователей (например, из-за неоптимальной компрессии данных из небатчеванных транзакций).

●Децентрализация: На основе Rollup наследует децентрализацию L1, естественно повторно используя инфраструктуру поиска-строителя-предложения L1. Поисковики и строители L1 стимулируются включать блоки Rollup в свои блоки L1 для извлечения MEV Rollup. Это в свою очередь стимулирует предлагателей блоков L1 упаковывать блоки Rollup на L1.

●Простота:Последовательность Based Rollup - самая простая, даже проще централизованной последовательности. Для Based Rollup не требуется проверка подписей последователей, аварийные люки или внешнее согласование PoS.

Историческая справка: в январе 2021 года Виталик назвал L1-основанную последовательность «Полное беспредел», что предполагало риск одновременной отправки нескольких блоков Rollup, что приводит к потере газа и нагрузки. Текущая схема разделения Поставщика-Конструктора (PBS) строго контролирует L1 последовательность, позволяя не более одного блока Rollup на один блок L1 и без потери газа. Когда в блоке Rollup n+1 (или для k >= 1, n+k) содержится SNARK-доказательство блока n, можно избежать потери ZK-rollup доказательств.

● Стоимость: Накопление на основе Rollup не требует дополнительных газовых затрат — даже не требуется проверка подписей от децентрализованных или централизованных секвенсоров. Простота накопления на основе Rollup снижает затраты на разработку, сокращает время выпуска и минимизирует уязвимости кода. Последовательность накопления на основе Rollup также не требует токенов, что позволяет избежать регулятивных ограничений, связанных с токенами.

●L1 Экономическое выравнивание:MEV, происходящий от Based Rollup, естественным образом перетекает на его базовый L1. Этот поток укрепляет экономическую безопасность L1 и, в случае сжигания MEV, увеличивает экономическую дефицитность L1 местных токенов. Такая тесная экономическая связь с L1 может помочь укрепить легитимность Based Rollup. Важно отметить, что, несмотря на отказ от доходов от MEV, Based Rollup сохраняет возможность получать доходы от комиссий за перегруженность L2 (например, в виде базовых сборов EIP-1559).

●Суверенитет: Несмотря на то, что последовательность действий делегируется на L1, Based Rollup сохраняет суверенитет. Based Rollup может иметь токен управления, взимать базовые комиссии и использовать доход от этих базовых комиссий по назначению (например, Optimism финансирует общественные блага).

Недостатки:

● Нет дохода MEV:Based Rollup отказывается от MEV в пользу L1, ограничивая свой доход базовыми комиссиями. Парадоксально, это может увеличить общий доход Based Rollup. Причина в том, что Rollup-ландшафт, кажется, является победителем забирает все, где успешный Rollup может использовать безопасность, децентрализацию, простоту и последовательность Based Rollup для достижения доминации и, в конечном итоге, максимизации дохода.

● Ограниченная последовательность: Передача последовательности на уровень L1 уменьшает гибкость последовательности. Это делает некоторые услуги по последовательности более сложными или даже невозможными:

○Предварительное подтверждение:Быстрая предварительная подтверждение не является проблемой для централизованной последовательности и может быть достигнута через внешнее согласование PoS. Использование L1 последовательности для быстрой предварительной подтверждение - открытый вопрос, с множеством перспективных направлений исследований, включая EigenL, Списки включения и Builder Bonds.

○ Первым пришел, первым обслужен (FCFS): Неизвестно, может ли быть реализована последовательность FCFS в стиле Arbitrum на основе Rollup. EigenL может предоставить наложение FCFS для L1-последовательного основанного Rollup.

Наименование:

Название “Based Rollup” происходит от его близости к базовой цепи (Base L1). Это случайно конфликтует с недавним объявлением Base chain от Coinbase. Интересно, что Coinbase разделил две цели дизайна в своем объявлении Base:

●Отсутствие токенов:«У нас нет планов выпустить новый сетевой токен».

●Децентрализация: «Мы планируем постепенно децентрализовать блокчейн со временем.

Base может достичь безтокеновой децентрализации, став Базовым Роллапом.

Источник изображения: @jchaskin22

Таким образом, Based Rollup позволяет любому масштабировать блоки Rollup, публикуя последовательные изменения состояния транзакции в L1 для извлечения MEV из L2, со всеми функциями последовательности и безопасности, обеспечиваемыми Ethereum L1. Такой подход позволяет избежать необходимости во внешнем консенсусе PoS и специальных токенах Rollup. По сравнению с другими роллапами, которые требуют важной функции «аварийного аварийного люка» для защиты активов, видение Based Rollup устраняет эту необходимость, обеспечивая плавное завершение транзакций на Rollup до тех пор, пока Ethereum продолжает безопасно работать.

Основанный Rollup и Taiko Labs

Источник: официальный сайт Taiko

Taiko Labs - основная команда, разрабатывающая и продвигающая Based Rollup, решение масштабирования Ethereum Layer 2. Их цель - решить проблемы масштабируемости основной сети Ethereum с помощью инновационных технологий, таких как Based Rollup. У Taiko Labs есть три основные особенности:

1. Полностью эквивалентный Ethereum (тип 1) ZK-EVM:Используя тип 1 zkEVM, который предлагает полную совместимость с Ethereum, разработчики могут без проблем мигрировать децентрализованные приложения (dApps) между Ethereum и Taiko, не беспокоясь о сбоях выполнения смарт-контрактов.

2.Открытый исходный код: Весь исходный код Taiko доступен на GitHub, что позволяет любому человеку просматривать, создавать или изменять его. Такой подход с открытым исходным кодом обеспечивает, что разработка технологии блокчейн не ограничивается небольшой командой, но включает в себя вклад от мирового сообщества разработчиков.

3.Полностью децентрализованный:Кроме обеспечения высокой совместимости с EVM, Taiko стремится к полной децентрализации. Taiko планирует отправлять блоки и создавать zkPs через децентрализованных предложителей и валидаторов, обеспечивая децентрализованную природу протокола.

Taiko стремится создать полностью эквивалентную Ethereum ZK-EVM типа 1, как упоминал Виталик Бутерин в “The different types of ZK-EVMs” (см. Extension Link 2). Это стремление к полной и неприкосновенной эквивалентности с Ethereum нацелено на полную совместимость для проверки блоков Ethereum (по крайней мере, уровень выполнения, исключая консенсус цепи-миража, но включая все транзакции, смарт-контракты и логику учетной записи без замены хэша, деревьев состояния/транзакций и другой логики консенсуса). Поэтому по сравнению с другими типами тип 1 является самым сложным и вызывающим вызов решением для приближения к родному решению.

Источник изображения: Виталик Бутерин: «Различные типы ZK-EVM»

Другие основные структуры:

Base Competitive Rollup (BCR)

Base Competitive Rollup - инновационное решение масштабирования блокчейна, разработанное Taiko Labs. BCR нацелен на улучшение эффективности и безопасности Rollup через конкурентный механизм, позволяя различным участникам свободно конкурировать в подаче блоков и генерации доказательств, тем самым повышая общую производительность и децентрализацию сети.

●Особенности

Открытый конкурс: Позволяет любому участнику, имеющему право, конкурировать в подаче блоков и генерации доказательств. Этот открытый механизм снижает централизованный контроль и повышает децентрализацию сети. Конкурентам предоставляется стимул предоставлять лучшие услуги для получения вознаграждений и комиссий за транзакции.

Эффективное масштабирование:Эффективно повышает эффективность генерации и проверки блоков. Несколько конкурентов могут работать параллельно, избегая единой точки отказа и улучшая скорость обработки транзакций и масштабируемость сети.

Безопасность:Через механизм конкурентного участия нескольких сторон улучшается устойчивость системы к атакам. Блоки и доказательства, сгенерированные несколькими сторонами, повышают прозрачность и безопасность системы, что делает ее сложной для контроля или атаки одной стороной.

● Преимущества

Совместимость с EVM: BCR полностью совместим с Ethereum Virtual Machine (EVM), что позволяет существующим смарт-контрактам и dApps Ethereum легко мигрировать на BCR без значительных модификаций.

Высокая пропускная способность:Поскольку BCR может обрабатывать транзакции и генерировать блоки параллельно, пропускная способность сети значительно увеличивается, способная обрабатывать более высокие объемы транзакций, снижая их стоимость и задержку.

Децентрализация:Децентрализованный механизм генерации блоков и подтверждения обеспечивает децентрализацию сети, уменьшая риск контроля со стороны централизованных сущностей.

● Недостатки

Увеличенная сложность:Сложность системы требует сложных алгоритмов и протоколов для координации генерации блоков и верификации среди нескольких конкурентов. Смарт-контракты могут потребовать дополнительной логики для обработки конкурентных результатов.

Возможные проблемы:В конкурентном механизме BCR несколько участников, вычисляющих и одновременно отправляющих блоки, могут привести к увеличению комиссий. Пользователи могут столкнуться с более высокими затратами на транзакции, особенно в периоды повышенной загруженности или высокой конкуренции. Кроме того, ресурсоемкие крупные узлы могут доминировать в конкуренции, что приведет к централизации.

BBR (Based Booster Rollup)

В BBR Бустер - это специальный участник, ответственный за оптимизацию пакетов транзакций, сжатие данных транзакций и обработку нескольких пакетов транзакций параллельно. Его основная функция - разделение выполнения и хранения, обеспечивая, что в то время как L2 обрабатывает выполнение, L1 остается децентрализованным, а адреса смарт-контрактов остаются согласованными на L1 и всех BBR.

Однако BBR сталкивается с такими проблемами, как увеличение сложности системы, потребление ресурсов и возможная централизация. Для реализации будущих разработок потребуется дополнительная оптимизация и расширение, чтобы удовлетворить изменяющиеся требования технологии блокчейн.

Источник изображения: Taiko Labs

Вывод

В настоящее время Based Rollup представляет собой значительный сдвиг в методах масштабирования Ethereum Layer 2. Он делегирует Rollup последовательность непосредственно предложителям Layer 1, используя дизайн разделения предложителя и построителя. Это позволяет Layer 1 выполнять все роли последовательности для Rollup. Одновременно он расширяет MEV, позволяя L2 поисковикам объединять транзакции и отправлять их L2 построителям, которые также являются L1 поисковиками. Эти полные L2 блоки затем становятся частью L1 блоков, в конечном итоге обрабатываемых L1 построителями и основной сетью Ethereum.

Вопреки тому, будет ли Based Rollup считаться конечным решением для Rollups, он безусловно представляет собой крупную инновацию в масштабировании Ethereum Layer 2, обеспечивая более безопасное и децентрализованное решение. Если мы применим ту же логику к экосистеме биткойна, достижение нативной и децентрализованной ВМ с расширяемостью Ethereum будет безусловно сложной задачей. Всей индустрии все еще предстоит пройти долгий путь в решении проблемы истинного децентрализованного масштабирования.

Расширенные ссылки:

【1】Роллапы на основе L1 - суперсилы от последовательности L1

【2】Различные типы ZK-EVMs

Справочная статья

【1】Игра в кредит: Rollups подделаны мультиподписью и комитетами

【2】Исследовательский отчет Taiko: решение Ethereum Layer 2, обеспечивающее безпрепятственное масштабирование и полную совместимость

заявление:

1. Эта статья воспроизводится из [ технологический поток глубокого прилива], оригинальное название «От теории к практике: может ли Based Rollup реализовать схему L1 sort-driven Rollup?», авторские права принадлежат оригинальному автору [YBB Capital Researcher Ac-Core], если у вас есть возражения против публикации, пожалуйста, свяжитесьКоманда Gate Learn , команда обработает это как можно скорее в соответствии с соответствующими процедурами.

2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, представляют только личные взгляды автора и не являются инвестиционным советом.

3. Другие языковые версии статьи переводятся командой Gate Learn, не упоминаемой вGate.io, переведенная статья не может быть воспроизведена, распространена или скопирована.