Проблема централізації Rollup в Ethereum: поглиблене обговорення децентралізованих сортувальників

1. Основні моменти

• Сортування транзакцій стало дедалі серйознішою проблемою в другому рівні (L2). Основна функція L2 rollup полягає в тому, щоб забезпечити користувачам безпечне місце для здійснення транзакцій з низькими витратами, а потім подати дані транзакцій на верхній рівень першого рівня (L1).

• Сортувальник є сутністю, яка відповідає за групування транзакцій. Він отримує неупорядковані транзакції від користувачів, обробляє їх у групи поза ланцюгом, а потім генерує стиснуті упорядковані пакети транзакцій для передачі до батьківського L1.

• Rollup насправді не потребує сортувальника; це лише дизайнерський вибір для покращення досвіду користувачів. Проте, використання базового шару Ethereum для сортування може бути малоефективним і дорогим. Тому наразі основні проекти L2 rollup обирають працювати з централізованими сортувальниками, що є зручнішим, дешевшим і більш дружнім до користувачів.

• Оскільки сортувальник контролює порядок угод, він має право переглядати угоду користувача (, хоча повний перегляд малоймовірний ). Сортувальник також може витягувати максимальну витягувану вартість (MEV), що може призвести до економічних втрат для користувача. Крім того, якщо єдиний централізований сортувальник вийде з ладу, весь rollup буде під загрозою, що створює проблеми з дійсністю.

• Рішення є спільним, децентралізованим сортувальником. Окрім вирішення проблем цензури, вилучення MEV та ефективності, спільний сортувальник також вводить функціональність між rollup, відкриваючи різноманітні нові можливості. Проекти, такі як Espresso, Astria та Radius, розробляють інноваційні рішення для спільного сортування.

2. Вступ

З поширенням екосистеми L2 rollup Ethereum, аспект сортувальників, який часто ігнорується, стає все більш важливим. Сортувальники відповідають за сортування транзакцій, за допомогою використання сортувальників rollup може забезпечити кращий досвід користувача, нижчі витрати та швидше підтвердження транзакцій. Однак наразі всі основні проекти L2 Ethereum вважають, що найзручніше, найбільш дружньо до користувача та дешевше – це запускати власні централізовані сортувальники. З огляду на владу сортувальників у таких аспектах, як перевірка транзакцій, вилучення MEV та єдині точки відмови, це може розглядатися як неідеальний результат, що суперечить духу криптовалюти.

Хоча більшість крипто-проєктів включають децентралізований сортувальник у свої дорожні карти, консенсусу щодо того, як реалізувати децентралізацію, досі досягнуто не було. Варто зазначити, що Arbitrum та Optimism з другої половини 2021 року вже запустили рішення, проте суттєвого прогресу в децентралізованих сортувальниках досягти не вдалося.

Цей звіт глибоко вивчить роль сортувальника та стан сфери rollup на Ethereum, розгляне проекти, що розробляють рішення, зокрема децентралізовану мережу спільного сортування. Ми детально представимо ці проекти та їх унікальні рішення, а також роздумаємо, що це може означати для майбутнього розвитку сфери rollup на Ethereum L2.

3. Що таке сортувальник?

Блокчейн за своєю сутністю є розподіленим реєстром, що складається з упорядкованих за блоками позначених часом даних про транзакції. Спочатку ці дані про транзакції були безладними і неорганізованими. Після упорядкування їх можна організувати в блоки та виконати, щоб створити новий стан блокчейну. Для L1 блокчейнів, таких як Ethereum, упорядкування транзакцій відбувається на самій базовій рівні.

У найпопулярнішому рішенні для масштабування на Ethereum - L2 rollup, упорядкування транзакцій стало дедалі серйознішою проблемою. L2 rollup надає користувачам шар виконання, а потім передає дані транзакцій до верхнього шару L1. Партія транзакцій, що надсилається до L1, зазвичай містить сотні або тисячі стиснених L2 транзакцій, що знижує витрати на передачу даних до L1.

У L2 rollup сортувальник є суб'єктом, уповноваженим групувати транзакції в порядку. Він отримує неупорядковані транзакції від користувачів, обробляє їх поза ланцюгом у групи, а потім генерує стиснуті впорядковані批次 транзакцій. Ці транзакції можуть бути поміщені в блок і надіслані до батьківського L1. Сортувальник також надає майже миттєвий квиток у вигляді "м'якого підтвердження" відразу після отримання транзакцій від користувачів. А "жорстке підтвердження" отримується після того, як транзакція була надіслана на рівень L1.

Чому Rollup повинен використовувати сортувальник, чому це є проблемою?

Основна мета сортувальника полягає в покращенні досвіду користувача. Використання сортувальника для L2 транзакцій подібне до використання "швидкісної смуги", що означає нижчі витрати та швидше підтвердження транзакцій. Сортувальник може стиснути сотні тисяч L2 транзакцій в одну L1 транзакцію, тим самим заощаджуючи витрати на газ. Крім того, м'яке підтвердження, яке надає сортувальник, дозволяє транзакціям rollup забезпечувати користувачам швидке підтвердження блоків.

Важливо пам'ятати, що rollup не потребує сортувальника; це просто дизайнерський вибір для кращого користувацького досвіду. Наприклад, rollup також може використовувати Ethereum L1 для сортування. Однак базовий рівень Ethereum може бути відносно неефективним і дорогим, особливо враховуючи великі обсяги транзакцій L2. Це означає, що на сьогодні кожен великий проект L2 виявив, що працювати з централізованим сортувальником зручніше, дешевше та простіше для користувачів.

Оскільки сортувальник контролює порядок транзакцій, він має право не включати транзакції користувачів (, незважаючи на те, що користувачі можуть безпосередньо подавати транзакції до L1 ). Сортувальник також може витягувати MEV з транзакцій, що може призвести до економічних втрат для користувачів. Якщо є лише один сортувальник, ризик централізації є більшим. Якщо єдиний сортувальник зазнає збою, вся система rollup буде під загрозою, існують проблеми з дійсністю.

Кореляція MEV

MEV означає додаткову вартість, отриману з виробництва блоків, яка перевищує основну винагороду за видобуток ( або ставку ) і газові збори. Вона витягується шляхом маніпулювання порядком транзакцій у блоці, такими як переднє виконання та сендвіч-атаки.

Оскільки сортувальники можуть знати про всі транзакції користувачів поза ланцюгом, і зазвичай ними керує сам проєкт або його допоміжна команда, багато користувачів побоюються потенційного вилучення MEV. Навіть без цих побоювань централізовані сортувальники впливають на ненадійність протоколу та ступінь децентралізації.

Стан ринку сортувальників

Наразі всі основні L2 Ethereum залежать від централізованих сортувальників. Оскільки все більше угод Ethereum переноситься на L2, велика кількість угод буде під впливом централізованої сили у формі єдиного сортувальника.

Більшість проектів L2 вже включили децентралізацію сортувальників як частину своєї дорожньої карти. Проте, Arbitrum та Optimism запустили рішення ще наприкінці 2021 року, але не досягли суттєвого прогресу в децентралізації сортувальників.

Більшість провідних проєктів, здається, витрачають ресурси на покращення основних продуктів і функцій, а не зосереджуються на децентралізації. Це можна зрозуміти в умовах жорсткої конкуренції, але з розвитком мережі обговорення швидко переходить до децентралізації ранжувальників і підвищення надійності.

Інші питання

Існує деяка дискусія щодо рівня ризиків, спричинених залежністю від централізованих сортувальників.

Хоча сортувальник контролює порядок транзакцій, він врешті-решт не може повністю виключити користувачів з rollup-транзакцій. Користувачі можуть обійти сортувальник і безпосередньо подавати транзакції до L1, якщо готові сплатити додаткові витрати (. Сортувальник може призвести до затримок транзакцій та додаткових витрат для користувачів, але не може повністю здійснити перевірку. Це може бути однією з причин, чому великі L2 проекти менш зацікавлені в децентралізованих сортувальниках.

Можливо, більша проблема полягає в ефективності. Якщо єдиний централізований сортувальник зазнає проблем, увесь rollup буде під загрозою. Хоча користувачі все ще можуть безпосередньо звертатися до L1 для завершення угод, це не є стійким і не підходить для більшості угод.

Оскільки однією з основних ідей криптовалюти є уникнення залежності від єдиного централізованого постачальника, централізація сортувальників є очевидною важливою проблемою, яку необхідно вирішити, і це одна з ключових покращень, які спільні сортувальники принесуть на ринок L2 rollup.

![Бінанс дослідження інтерпретація Децентралізація сортувальник: Layer2 безпеки основа, розширення використання рідних токенів])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-11b5b59fbc7bc320470851f992910687.webp(

4. Рішення: Децентралізований спільний сортувальник

) Огляд

Рішення наведених вище проблем полягає в децентралізованому спільному сортувальнику. Хоча рішення різних проектів відрізняються, основна ідея залишається однаковою. "Спільне" означає, що кілька rollup можуть використовувати одну й ту ж мережу, а транзакції з кількох rollup перед сортуванням агрегауються в одному пулі пам'яті. "Децентралізація" означає використання механізму ротації лідерів, який обирає лідера з групи децентралізованих учасників для проведення сортування. Це допомагає запобігти цензурі та забезпечити гарантію дійсності.

Спільний сортувальник має на меті пом'якшити проблему витягування MEV, забезпечити антикорупційні можливості та підвищити ефективність гарантій rollup. Крім того, варто звернути увагу на ще дві речі:

• Децентралізація як послуга: рішення для спільних сортувальників надає децентралізовані послуги для кількох rollup без необхідності створення власної мережі. Це є основною перевагою, оскільки наразі немає жодного проекту, який би децентралізував сортувальники, що свідчить про те, що це не є простим завданням.

• Крос-ролапна комбінованість: завдяки обробці порядку транзакцій кількох ролапів, спільний порядковий механізм може надати унікальні гарантії взаємодії, такі як умовне включення транзакцій, відкриваючи нові можливості.

Ось кілька основних проектів спільних сортувальників:

Еспресо

Espresso Systems прагне створити інструменти, які введуть Web3 в основний потік, з особливою увагою до L2 rollup та екосистеми Ethereum.

Espresso сортувальник є децентралізованою мережею спільного сортування, яка має на меті децентралізацію rollup, одночасно забезпечуючи безпечне, високе пропускне здатність і низьку затримку сортування транзакцій та доступність даних. Він виступає в ролі проміжної мережі між rollup і базовим L1, спроектованою без прив'язки до віртуальних машин.

Основою є консенсусний протокол HotShot, заснований на протоколі HotStuff та поєднуючи кілька останніх розробок. HotShot є відкритим, без дозволів, використовує модель безпеки PoS і має на меті розширення до всіх Ethereum валідаторів.

Espresso намагається досягти безпеки рівня Ethereum для свого сортувальника, використовуючи існуючий набір валідаторів Ethereum. Це має дві ключові причини: 1### Безпека: використання Ethereum валідацій може досягти рівнів безпеки та децентралізації, які важко досягти самостійно. 2) Стимулювання єдиного: дайте можливість валідаторам Ethereum брати участь у роботі протоколу, що використовується для L2 rollup, що є розумним.

Espresso здійснить цю співпрацю через партнерство з EigenLayer. EigenLayer дозволяє користувачам ставити Етер в кількох протоколах, розширюючи економічну безпеку за межами Ethereum.

Espresso також використовує рішення з доступності даних Tiramisu для вирішення високих витрат на дані L1. Tiramisu включає три шари: Savoiardi) антикорупційний шар(, Mascarpone) ефективне відновлення даних( та Cocoa) необов'язкову мережу доставки контенту(.

Espresso оголосила про кілька співпраць, включаючи інтеграцію з Polygon zkEVM, Injective, AltLayer, Caldera та Spire. Вони запустили тестову мережу Americano та Doppio, а також опублікували білль про інформацію та продуктивності.

![Бінанс досліджує Децентралізацію сортувальника: основа безпеки Layer2, розширення сценаріїв використання рідних токенів])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f73a8eeea18c4e3171b8f088b8a0c6de.webp(

) Астрія

Astria створює мережу спільних сортувальників, одночасно розробляючи Astria EVM. Їхня мережа дозволяє кільком rollup ділити один децентралізований сортувальник.