Von der Theorie zur Praxis: Kann Based Rollup die L1-sortierungsgesteuerte Rollup-Lösung realisieren?

Originalautor: YBB Capital Researcher Ac-Core

Vorwort:

Ethereum arbeitet nach dem Prinzip, dass jeder Knoten jede vom Benutzer übermittelte Transaktion speichert und ausführt. Um das gesamte Netzwerk zu erweitern, übernimmt Ethereum die Rollup-Lösung. Einfach ausgedrückt verlagert es den Großteil der Transaktionsverarbeitung in die Off-Chain (L2), wodurch die Belastung des Ethereum-Mainnets (L1) verringert und die Transaktionsgebühren gesenkt werden. Das heißt, Rollup = eine Reihe von Smart Contracts in L1 + Netzwerkknoten in L2, d. h. On-Chain-Smart Contracts und Off-Chain-Aggregatoren. Seine eigene Abwicklung, sein Konsens und seine Datenverfügbarkeit basieren auf Ethereum selbst und es ist nur für die Ausführung von Transaktionen verantwortlich. L2-Netzwerkknoten bestehen aus mehreren Teilen, von denen der Sorter der wichtigste ist, aber derzeit stehen die Rollup-Sorter vor dem Problem der Zentralisierung.

Rollup und Sorter

Rollup ist eine Skalierungslösung für Ethereum (L1), die Transaktionen außerhalb der Kette ausführt und in Blöcken verpackt. Für jeden Block veröffentlicht Rollup die Daten, die zur Rekonstruktion des Kettenzustands (als Quelle der Datenverfügbarkeit) erforderlich sind, an die Datenverfügbarkeitsschicht und veröffentlicht den Nachweis der Richtigkeit der Off-Chain-Ausführung an die Abwicklungsschicht (es gibt zwei Arten von Rollup. Im Fall von ZK-Rollup veröffentlicht jeder Block einen Zero-Knowledge-Nachweis; im Fall von Optimistic Rollup wird ein Betrugsnachweis nur im Streitfall veröffentlicht). Nach EIP-4844, wenn die Datenveröffentlichung auf Blobs umgestellt wird, kann diese Schicht als Datenveröffentlichungsschicht bezeichnet werden. Der Smart Contract des Rollup überprüft den veröffentlichten Nachweis auf L1, und jeder Rollup verfügt über eine oder mehrere Brücken, um die Datenübertragung zwischen Ketten sowie Ein- und Auszahlungen zu ermöglichen.

In der Implementierungslogik von Rollup ist der Sequencer eine Schlüsselkomponente. Er ist hauptsächlich dafür verantwortlich, Transaktionsanforderungen auf L2 zu empfangen, ihre Ausführungsreihenfolge zu bestimmen und Transaktionen in Stapel zu packen und sie schließlich an den Rollup-Smart-Vertrag auf L1 zu übertragen. Er spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Effizienz der Transaktionsverarbeitung und der Kostensenkung.

Die Funktionen und Arbeitsprinzipien des Sequenzers umfassen im Wesentlichen vier Teile.

1. Transaktionen empfangen: Der Sorter empfängt Transaktionsanforderungen von Benutzern oder Anwendungen. Diese Transaktionen werden zunächst auf L2 und nicht direkt im Ethereum-Mainnet verarbeitet.

2. Transaktionen sortieren: Der Sortierer ist dafür verantwortlich, die empfangenen Transaktionen zu sortieren und die Reihenfolge zu bestimmen, in der sie ausgeführt werden. Dieser Vorgang ähnelt dem, was Ethereum-Miner tun, bevor sie Transaktionen in Blöcke packen.

3. Verpacken von Transaktionen: Der Sortierer verpackt die sortierten Transaktionen in Stapel, die zusammenfassende Informationen mehrerer Transaktionen enthalten.

4 An L1 senden: Schließlich sendet der Sortierer den verpackten Transaktionsstapel zur Abwicklung und Datenspeicherung an das Ethereum-Mainnet (L1). Auf diese Weise kann L1 die Statusaktualisierungen auf L2 überprüfen und speichern.

Obwohl die Rollup-Technologie eine effektive Erweiterungslösung bietet, gibt es bei der Entwicklung und Implementierung des Sortierers noch einige Probleme. Das erste und wichtigste ist das Problem der Zentralisierung. Die meisten Rollup-Projekte basieren derzeit auf zentralisierten Sortierern, die normalerweise von einer oder mehreren Einheiten gesteuert werden. Die damit verbundenen intuitiven Risiken sind mangelnde Transparenz und Einzelpunktfehler.

Abgesehen von der obigen starren Erklärung dreht es sich bei der Diskussion über die dezentrale L2-Sorterlösung, sei es die von Metis direkt auf den Markt gebrachte L2-Lösung des Sorting-Pool-Node-Staking oder die in früheren Artikeln von YBB Capital erwähnte unabhängige Projekt-Espresso-Lösung, im Wesentlichen um die Verteilung des Sorting-Gewinnkuchens und die Erwartungen hinsichtlich des zukünftigen Marktspekulationsraums. Daher sind die Richtigkeit der Interessen und die Orthodoxie der Schlüssel, der sich nur schwer vermeiden lässt.

Historischer Hintergrund und Design des Based Rollup

Bildnachweis: @drakefjustin

Das Rollup-Konzept wurde erstmals von Ethereum-Gründer Vitalik Buterin vorgeschlagen, dessen ursprüngliche Idee darin bestand, einen völlig uneingeschränkten Zustand der totalen Anarchie zu erreichen, der es jedem ermöglicht, Transaktionen ohne Einschränkungen auszuweiten. Angesichts der oben genannten Probleme mit dem aktuellen Sorter schlug Ethereum-Forscher Justin Drake im Jahr 2023 eine auf Rollups basierende Lösung vor, um den Sorter von Ethereum L1 selbst zu verwalten. Der Inhalt ist wie folgt (siehe erweiterter Link 1 für die Quelle):

Definition:

„Wenn die Reihenfolge der Rollups von der Basisschicht (L1) gesteuert wird, nennen wir sie L1-basierte oder L1-geordnete Rollups. Genauer gesagt handelt es sich bei L1-basierten Rollups um solche, bei denen der nächste L1-Vorschlagssteller mit L1-Suchern und -Erstellern zusammenarbeiten kann, um den nächsten Rollup-Block ohne Erlaubnis in den nächsten L1-Block aufzunehmen.“

Vorteil:

• Liveness: Based Rollup genießt die gleichen Liveness-Garantien wie L1. Bitte beachten Sie, dass die Liveness von nicht-based Rollup mit Notausgängen reduziert wird (Notausgänge sind ein Sicherheitsmechanismus in Rollup, der es Benutzern ermöglicht, Vermögenswerte sicher von L2 zurück in die L1-Hauptkette zu ziehen, wenn im Rollup-System Probleme auftreten. Sie ähneln einem Notausgang);

Schwächere Abwicklungsgarantien: Bei Escape-Pod-Transaktionen muss eine Zeitüberschreitung abgewartet werden, bevor die Abwicklung garantiert ist.

MEV basierend auf Zensur: Rollups mit Notausgängen sind anfällig für negativen MEV durch kurzfristige Sequenzerzensur während Timeouts;

Netzwerkeffekte sind gefährdet: Massenausgänge, die durch Sorter-Liveness-Fehler ausgelöst werden (wie z. B. ein 51%-Angriff auf einen dezentralen PoS-Sortiermechanismus), zerstören die Netzwerkeffekte von Rollup. Beachten Sie, dass Rollup im Gegensatz zu L1 keinen sozialen Konsens verwenden kann, um sich von Sorter-Liveness-Fehlern problemlos zu erholen. Massenausgänge sind das Damoklesschwert in allen bekannten nicht-basierten Rollup-Designs;

Gasstrafe: Über einen Notausgang abgewickelte Transaktionen führen häufig zu einer Gasstrafe für ihre Benutzer (z. B. aufgrund einer nicht optimalen Datenkomprimierung, wenn Transaktionen nicht gebündelt werden).

• Dezentralisierung: Based Rollup übernimmt die Dezentralisierung von L1 und verwendet natürlich die L1-Sucher-Builder-Proposer-Infrastruktur wieder. L1-Sucher und -Builder werden dazu angeregt, Rollup-Blöcke in ihre L1-Blöcke aufzunehmen, um Rollup-MEV zu extrahieren. Dies wiederum regt L1-Block-Proposer dazu an, Rollup-Blöcke auf L1 zu packen.

• Einfachheit: Die basierte Rollup-Sortierung ist die einfachste, sogar viel einfacher als die zentralisierte Sortierung. Die basierte Rollup-Sortierung erfordert keine Überprüfung der Sortiersignaturen, keine Notausgänge und keinen externen PoS-Konsens.

Historischer Hinweis: Im Januar 2021 bezeichnete Vitalik auf L1-Reihenfolge basierende Schemata als völlige Anarchie, die das Risiko birgt, mehrere Rollup-Blöcke gleichzeitig einzureichen, was zu Gas- und Arbeitsverschwendung führt. Das aktuelle Proposer-Builder Separation (PBS)-Schema ermöglicht eine streng kontrollierte L1-Reihenfolge mit höchstens einem Rollup-Block pro L1-Block und ohne Gasverschwendung. Wenn der Rollup-Block n+1 (oder n+k für k >= 1) einen SNARK-Beweis für Block n enthält, kann die Verschwendung von ZK-Rollup-Beweisarbeit vermieden werden.

• Kosten: Based Rollup verursacht keine Gaskosten – es besteht keine Notwendigkeit, Signaturen von dezentralen oder zentralen Sortierern zu überprüfen. Die Einfachheit von Based Rollup reduziert die Entwicklungskosten, verkürzt die Veröffentlichungszeit und verringert die Gefährdung durch Code-Schwachstellen. Die Sortierung von Based Rollups erfordert außerdem keine Token, wodurch die regulatorische Belastung tokenbasierter Sortierer vermieden wird.

• Wirtschaftliche Ausrichtung auf L1: MEV, das aus Based Rollup stammt, fließt natürlich zu L1, auf dem es basiert. Dieser Fluss stärkt die wirtschaftliche Sicherheit von L1 und erhöht im Falle der Zerstörung von MEV die wirtschaftliche Knappheit nativer L1-Token. Diese enge wirtschaftliche Ausrichtung auf L1 kann dazu beitragen, die Legitimität von Based Rollup zu stärken. Wichtig ist, dass Based Rollup trotz des Verzichts auf MEV-Einnahmen die Möglichkeit behält, Einnahmen aus L2-Überlastungsgebühren (wie L2-Basisgebühren in Form von EIP-1559) zu erzielen.

• Souveränität: Obwohl Based Rollup die Bestellung an L1 delegiert, behält es die Souveränität. Based Rollup kann ein Governance-Token haben, Grundgebühren erheben und den Erlös aus diesen Grundgebühren bei Bedarf verwenden (z. B. Optimism zur Finanzierung öffentlicher Güter).

Mangel:

• Kein MEV-Umsatz: Based Rollup gibt MEV an L1 ab und beschränkt seinen Umsatz auf die Grundgebühren. Widersprüchlicherweise kann dies den Gesamtumsatz von Based Rollup erhöhen. Der Grund dafür ist, dass es in der Rollup-Landschaft anscheinend ein Alleskönner-System gibt und das siegreiche Rollup die Sicherheit, Dezentralisierung, Einfachheit und Konsistenz von Based Rollup nutzen kann, um die Vorherrschaft zu erlangen und letztendlich den Umsatz zu maximieren.

• Eingeschränkte Sortierung: Das Delegieren der Sortierung an L1 reduziert die Flexibilität der Sortierung. Dadurch wird die Implementierung bestimmter Sortierdienste schwieriger oder sogar unmöglich:

Vorbestätigung: Eine schnelle Vorbestätigung ist bei zentralisierter Bestellung kein Problem und kann mit externem PoS-Konsens erreicht werden. Eine schnelle Vorbestätigung mit L1-Bestellung ist ein offenes Problem mit vielen vielversprechenden Forschungsrichtungen, darunter EigenL, Inclusion Lists und Builder Bonds.

First Come First Served (FCFS): Es ist unklar, ob eine FCFS-Reihenfolge im Arbitrum-Stil für Based Rollup implementiert werden kann. EigenL stellt möglicherweise ein FCFS-Overlay für L1-geordnetes Based Rollup bereit.

Name:

Der Name „Based Rollup“ kommt von seiner Nähe zur Base-Chain (Base L1). Dies steht im Konflikt mit der kürzlich angekündigten Base-Chain von Coinbase, was ein seltsamer Zufall ist. Tatsächlich teilte Coinbase in seiner Base-Ankündigung zwei Designziele mit:

• Tokenlosigkeit: „Wir haben keine Pläne, einen neuen Netzwerk-Token auszugeben.“

• Dezentralisierung: „Wir […] planen, die Blockchain im Laufe der Zeit schrittweise zu dezentralisieren.“

Base kann eine tokenfreie Dezentralisierung erreichen, indem es ein Based Rollup wird.

Bildquelle: @jchaskin 22

Theoretisch ermöglicht Based Rollup jedem, den Rollup-Block zu erweitern und die sortierten Transaktionsstatusänderungen auf L1 zu veröffentlichen, um MEV aus L2 zu extrahieren, sodass die gesamte Sortierung und Sicherheit von Ethereum L1 bereitgestellt wird. Dadurch können der externe Proof-of-Stake-Konsens und die Token-Anforderungen eines bestimmten Rollups umgangen werden. Gleichzeitig kann im Vergleich zu anderen Rollups, die für die Sicherheit von Vermögenswerten unerlässlich sind, die Notausstiegsfunktion in der Vision von Based Rollup entfernt werden. Der Prozess erfordert lediglich, dass Transaktionen auf dem Rollup reibungslos abgeschlossen werden, während Ethereum sicher läuft.

Taiko Labs auf Based Rollup

Bildquelle: Offizielle Taiko-Website

Taiko Labs ist das Hauptteam, das Based Rollup entwickelt und fördert. Dabei handelt es sich um ein Taiko Labs-Projekt in der Erweiterungslösung der zweiten Ebene von Ethereum. Die Vision besteht darin, das Skalierbarkeitsproblem des Ethereum-Mainnets durch innovative Technologien wie Based Rollup zu lösen. Es verfügt über drei Hauptfunktionen:

1. Vollständig gleichwertig mit Ethereums EVM (Typ 1) ZK-EVM: Das verwendete (Typ 1) zkEVM ist vollständig mit Ethereum kompatibel, und Entwickler können dezentrale Anwendungen (dApps) nahtlos zwischen Ethereum und Taiko migrieren, ohne sich um das Risiko eines Fehlers bei der Ausführung von Smart Contracts sorgen zu müssen.

2. Open Source: Der gesamte Taiko-Quellcode ist auf GitHub öffentlich verfügbar und kann von jedem angezeigt, erstellt oder geändert werden. Dieses Open-Source-Modell stellt sicher, dass die Entwicklung der Blockchain-Technologie nicht auf die Bemühungen eines kleinen Teams beschränkt ist, sondern auch Communities und Entwickler auf der ganzen Welt umfasst.

3. Vollständige Dezentralisierung: Neben der Gewährleistung einer hohen Kompatibilität mit EVM ist Taiko auch bestrebt, eine vollständige Dezentralisierung des Protokolls zu erreichen. Taiko plant, Blöcke einzureichen und zkPs durch dezentrale Antragsteller und Validierer zu generieren, um den dezentralen Charakter des Systems sicherzustellen.

Taiko strebt den Bau eines vollständig Ethereum-äquivalenten Typ 1 an

ZK-EVM, das Streben nach vollständiger und kompromissloser Gleichwertigkeit mit Ethereum, das von Vitalik Buterin in Die verschiedenen Arten von ZK-EVMs (siehe erweiterter Link 2) erwähnt wird. Sein Zweck ist die vollständige Kompatibilität mit Ethereum, um Ethereum-Blöcke zu verifizieren (zumindest die verifizierbare Ausführungsebene, mit Ausnahme des Beacon-Chain-Konsens, aber einschließlich aller Transaktionen, Smart Contracts und Kontologik, und wird Hashes, Status-/Transaktionsbäume und andere Konsenslogik nicht ersetzen), sodass Typ 1 im Vergleich zu anderen Typen der komplexeste und anspruchsvollste ist, um der nativen Lösung nahe zu kommen.

Bildquelle: Vitalik Buterin: Die verschiedenen Arten von ZK-EVMs

Andere Kernstrukturen:

Wettbewerbs-Rollup (BCR – Base Competitive Rollup)

Es handelt sich um eine innovative Blockchain-Erweiterungslösung, die von Taiko Labs entwickelt wurde. BCR zielt darauf ab, die Effizienz und Sicherheit von Rollup durch einen Wettbewerbsmechanismus zu verbessern, der es verschiedenen Teilnehmern ermöglicht, frei miteinander zu konkurrieren, um Blöcke einzureichen und Beweise zu generieren, wodurch die Leistung und Dezentralisierung des gesamten Netzwerks verbessert wird. Die Gesamtzusammenfassung lautet wie folgt.

• Merkmale

Offener Wettbewerb: Jeder qualifizierte Teilnehmer kann sich bewerben, um Blöcke einzureichen und Beweise zu generieren. Dieser offene Mechanismus reduziert die zentrale Kontrolle und verbessert die Dezentralisierung des Netzwerks. Wettbewerber gewinnen Belohnungen und Transaktionsgebühren, indem sie bessere Dienste anbieten;

Effiziente Erweiterung: Es kann die Effizienz der Blockgenerierung und -überprüfung effektiv verbessern. Mehrere Wettbewerber können parallel arbeiten, wodurch Engpässe an einzelnen Punkten vermieden und die Transaktionsverarbeitungsgeschwindigkeit sowie die Netzwerkerweiterungsmöglichkeiten verbessert werden.

Sicherheit: Die Widerstandsfähigkeit des Systems gegen Angriffe wird durch einen Mehrparteien-Wettbewerbsmechanismus verbessert. Durch Mehrparteien-Wettbewerb generierte Blöcke und Beweise erhöhen die Transparenz und Sicherheit des Systems und machen es schwierig, von einer einzelnen Entität kontrolliert oder angegriffen zu werden.

• Vorteil

EVM-Kompatibilität: BCR ist vollständig mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibel, sodass bestehende Ethereum-Smart Contracts und dezentrale Anwendungen (DApps) ohne größere Änderungen problemlos zu BCR migriert werden können;

Hoher Durchsatz: Da BCR Transaktionen verarbeiten und Blöcke parallel generieren kann, wird der Durchsatz des Netzwerks erheblich verbessert und es können höhere Transaktionsvolumina bewältigt werden, wodurch Transaktionskosten und Verzögerungen reduziert werden;

Dezentralisierung: Durch dezentrale Blockgenerierung und Nachweismechanismen wird der dezentrale Charakter des Netzwerks sichergestellt und das Risiko einer Kontrolle durch zentralisierte Einheiten verringert.

• Nachteile

Erhöhte Komplexität: Die Systemkomplexität erfordert komplexe Algorithmen und Protokolle, um die Blockgenerierung und -überprüfung zwischen mehreren Wettbewerbern zu koordinieren. Die Komplexität von Smart Contracts kann zusätzliche Logik erfordern, um Wettbewerbsergebnisse zu verarbeiten.

Mögliche Probleme: Wenn im Rahmen des Wettbewerbsmechanismus von BCR mehrere Wettbewerber gleichzeitig Blöcke berechnen und übermitteln, können die Gebühren steigen. Benutzer müssen möglicherweise mit höheren Transaktionsgebühren rechnen, wenn sie BCR für Transaktionen verwenden, insbesondere wenn das Netzwerk ausgelastet ist oder der Wettbewerb hart ist. Gleichzeitig können große Knoten mit reichlich Ressourcen einen Wettbewerbsvorteil haben, was zu einer Zentralisierung führt.

BBR-basiertes Booster-Rollup

Booster ist ein spezieller Teilnehmer an BBR. Er ist für die Optimierung von Transaktionsstapeln, die Komprimierung von Transaktionsdaten und die parallele Verarbeitung mehrerer Transaktionsstapel verantwortlich. Seine eigentliche Rolle besteht darin, Ausführung und Speicherung zu trennen, die L2-Ausführung beizubehalten, während L1 dezentralisiert bleibt, und die Adresse von Smart Contracts auf L1 und allen BBRs konsistent zu halten.

Gleichzeitig gibt es aber auch Herausforderungen wie eine zunehmende Systemkomplexität, Ressourcenverbrauch und potenzielle Zentralisierung. Auch in Zukunft muss BBR noch weiter optimiert und erweitert werden, um den Anforderungen der sich entwickelnden Blockchain-Technologie gerecht zu werden.

Bildquelle: Taiko Labs

Abschluss

Aus der Gesamtbetrachtung kann Based Rollup derzeit als große Änderung in der Erweiterungsmethode der zweiten Schicht von Ethereum angesehen werden. Die Sortierung von Rollup wird direkt dem Antragsteller der ersten Schicht anvertraut, und das Trennungsdesign von Antragsteller und Ersteller wird verwendet, damit die erste Schicht alle Sortierrollen für Rollup übernimmt. Gleichzeitig wird auch MEV erweitert, sodass L2-Sucher Transaktionsbündel an L2-Ersteller senden können, die auch L1-Sucher sind, und diese vollständigen L2-Blöcke werden dann Teil von L1-Blöcken und werden schließlich von L1-Erstellern und dem Ethereum-Mainnet verarbeitet.

Ob Based Rollup als endgültige Lösung für Rollup angesehen werden kann, muss noch überprüft werden, aber es ist unbestreitbar, dass es sich in dieser Phase um eine wichtige Innovation in der Erweiterung der zweiten Ebene von Ethereum handelt und eine sicherere und dezentrale Lösung für die Erweiterung bietet. Wenn dieselbe Denkweise in das Bitcoin-Ökosystem eingebracht wird, sind die Implementierungsschwierigkeiten im Vergleich zu der von Ethereum mit starker Skalierbarkeit implementierten nativen und dezentralen VM verständlich, sodass die gesamte Branche noch einen langen Weg vor sich hat, um das Problem einer wirklich dezentralen Erweiterung zu lösen.

Erweiterungslinks:

【 1 】 Basierende Rollups – Superkräfte durch L1-Sequenzierung https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1

【2】Die verschiedenen Arten von ZK-EVMs https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

Referenzartikel:
【1】Das Spiel mit dem Kredit: Rollups, die durch Mehrfachsignaturen und Ausschüsse kontrolliert werdenhttps ://mp.weixin.qq.com/s?__biz =Mzk0OTYwMDM1Mg==mid=2247486544idx=1sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1fsource=41#wechat_redirect

【2】Taiko-Forschungsbericht: Ethereum Layer 2-Lösung für nahtlose Erweiterung und vollständige Kompatibilitäthttps ://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html

Dieser Artikel stammt aus dem Internet: Von der Theorie zur Praxis: Kann Based Rollup die L1-sortierungsgesteuerte Rollup-Lösung realisieren?

Verbunden: ZetaChain verteilt 10 Millionen ZETA in XP Airdrop Runde 1

Die erste Runde des ZetaChain XP-Airdrops steht kurz bevor. Ökosystemanwendungen können bis zum 1. Juli um 00:00 Uhr (UTC) einen ZETA Rewards RFP einreichen, was gleichzeitig den Beginn der ersten Verteilung von Airdrop-Belohnungen für Anwendungen markiert. Das 90-tägige XP-Startereignis ist beendet. Die erste Runde der Mainnet-Belohnungen basiert hauptsächlich auf dem ersten XP-Benutzer-Snapshot am 1. Mai 2024. Um das weitere Wachstum des ZetaChain-Netzwerks zu unterstützen, gibt dieses Airdrop-Ereignis den ZetaChain-Ökosystemanwendungen die Macht, die ZETA-Belohnungen, die Benutzer basierend auf der XP-Datenschicht erhalten können, besser zu bestimmen. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Airdrop-Belohnungen an die wichtigsten Benutzer und XP-Aktivitäten verteilt werden, während das gesamte Ökosystem teilnehmen kann. Wenn Sie…