De la teoría a la práctica: ¿Puede Based Rollup implementar la solución Rollup basada en clasificación L1?

Autor original: Investigador de YBB Capital, Ac-Core

Prefacio:

Ethereum funciona según el principio de que cada nodo almacena y ejecuta cada transacción enviada por el usuario. Para expandir toda la red, Ethereum adopta la solución Rollup. En pocas palabras, traslada la mayor parte del procesamiento de transacciones a la capa fuera de la cadena (L2), lo que reduce la carga en la red principal de Ethereum (L1) y reduce las tarifas de transacción. Es decir, Rollup = un conjunto de contratos inteligentes en L1 + nodos de red en L2, es decir, contratos inteligentes en cadena y agregadores fuera de cadena. Su propia liquidación, consenso y disponibilidad de datos dependen del propio Ethereum, y solo es responsable de ejecutar las transacciones. Los nodos de la red L2 se componen de múltiples partes, la más importante de las cuales es el clasificador, pero actualmente los clasificadores de Rollup se enfrentan al problema de la centralización.

Enrollador y clasificador

Rollup es una solución de escalado para Ethereum (L1) que ejecuta transacciones fuera de la cadena y las empaqueta en bloques. Para cada bloque, Rollup publica los datos necesarios para reconstruir el estado de la cadena (como fuente de disponibilidad de datos) en la capa de disponibilidad de datos, y publica la prueba de corrección de la ejecución fuera de la cadena en la capa de liquidación (hay dos tipos de Rollup. En el caso de ZK-rollup, cada bloque publica una prueba de conocimiento cero; en el caso de Optimistic rollup, solo se publica una prueba de fraude en caso de disputa). Después de EIP-4844, cuando la publicación de datos cambia a blobs, esta capa puede llamarse capa de publicación de datos. El contrato inteligente de Rollup verifica la prueba publicada en L1, y cada Rollup tendrá uno o más puentes para permitir la transmisión de datos entre cadenas, así como depósitos y retiros.

En la lógica de implementación de Rollup, el secuenciador es un componente clave. Es el principal responsable de recibir solicitudes de transacciones en L2, determinar su orden de ejecución y empaquetar las transacciones en lotes para finalmente transmitirlas al contrato inteligente de Rollup en L1. Desempeña un papel importante en la mejora de la eficiencia del procesamiento de transacciones y la reducción de costos.

Las funciones y principios de funcionamiento del secuenciador incluyen principalmente cuatro partes.

1. Recepción de transacciones: el clasificador recibe solicitudes de transacciones de usuarios o aplicaciones. Estas transacciones se procesan primero en L2, en lugar de hacerlo directamente en la red principal de Ethereum;

2. Ordenar las transacciones: El clasificador es el encargado de ordenar las transacciones recibidas y determinar el orden en el que se ejecutan. Este proceso es similar al que realizan los mineros de Ethereum antes de empaquetar las transacciones en bloques;

3. Empaquetado de transacciones: El clasificador empaqueta las transacciones clasificadas en lotes, que contienen información resumida de múltiples transacciones;

4. Envío a L1: por último, el clasificador envía el lote de transacciones empaquetadas a la red principal de Ethereum (L1) para su liquidación y almacenamiento de datos. De esta manera, L1 puede verificar y almacenar las actualizaciones de estado en L2.

Aunque la tecnología Rollup ofrece una solución de expansión eficaz, todavía existen algunos problemas en el diseño y la implementación del clasificador. El primero y más importante es el problema de la centralización. La mayoría de los proyectos Rollup dependen actualmente de clasificadores centralizados, que suelen estar controlados por una sola entidad o unas pocas entidades. Los riesgos intuitivos que conllevan son la falta de transparencia y el fallo en un único punto.

Dejando de lado la rígida explicación anterior, la discusión sobre la solución de clasificación descentralizada L2, ya sea la solución L2 de participación de nodos del grupo de clasificación abierta directamente por Metis al mercado, o la solución del proyecto independiente Espresso mencionada en artículos anteriores de YBB Capital, es esencialmente la distribución de la torta de ganancias de clasificación y la expectativa del futuro espacio de especulación del mercado, por lo que la corrección de los intereses y la ortodoxia es la clave que es difícil de evitar.

Antecedentes históricos y diseño de Based Rollup

Crédito de la imagen: @drakefjustin

El concepto de Rollup fue propuesto por primera vez por el fundador de Ethereum, Vitalik Buterin, cuya idea original era lograr un estado de Anarquía Total completamente libre de restricciones para permitir que cualquiera pudiera expandir las transacciones sin restricciones. En vista de los problemas anteriores con el clasificador actual, en 2023, el investigador de Ethereum: Justin Drake propuso una solución basada en Rollups para administrar el clasificador por el propio Ethereum L1, cuyo contenido es el siguiente (ver enlace extendido 1 para la fuente):

definición:

“Cuando el orden de los rollups está determinado por la capa base (L1), los llamamos rollups basados en L1 u ordenados en L1. Específicamente, los rollups basados en L1 son cuando el siguiente proponente de L1 puede colaborar con los buscadores y constructores de L1 para incluir sin permiso el siguiente bloque de rollup en el siguiente bloque de L1”.

ventaja:

• Vigencia: el Rollup basado goza de las mismas garantías de vigencia que el L1. Tenga en cuenta que la vigencia del Rollup no basado con trampillas de escape se reducirá (la trampilla de escape es un mecanismo de seguridad en el Rollup que permite a los usuarios retirar activos de manera segura de L2 a la cadena principal L1 cuando ocurren problemas en el sistema del Rollup. Es similar a una salida de emergencia);

Garantías de liquidación más débiles: las transacciones de Escape Pod deben esperar un tiempo de espera antes de que se garantice la liquidación;

MEV basado en censura: los rollups con trampillas de escape son vulnerables al MEV adverso de la censura del secuenciador a corto plazo durante los tiempos de espera;

Los efectos de red están en riesgo: las salidas masivas provocadas por fallas de actividad del clasificador (como un ataque 51% en un mecanismo de clasificación de PoS descentralizado) destruirán los efectos de red de Rollup. Tenga en cuenta que, a diferencia de L1, Rollup no puede usar el consenso social para recuperarse elegantemente de las fallas de actividad del clasificador. Las salidas masivas son la espada de Damocles en todos los diseños conocidos de Rollup no basados en bases de datos;

Penalización de gas: las transacciones liquidadas a través de una trampilla de escape a menudo implican una penalización de gas para sus usuarios (por ejemplo, debido a una compresión de datos subóptima cuando las transacciones no se agrupan).

• Descentralización: Based Rollup hereda la descentralización de L1 y reutiliza naturalmente la infraestructura de buscador-constructor-proponente de L1. Los buscadores y constructores de L1 tienen incentivos para incluir bloques de rollup en sus bloques de L1 para extraer MEV de rollup. Esto, a su vez, incentiva a los proponentes de bloques de L1 a empaquetar bloques de rollup en L1.

• Simplicidad: la clasificación basada en rollup es la más sencilla, incluso mucho más sencilla que la clasificación centralizada. La clasificación basada en rollup no requiere la verificación de las firmas de los clasificadores, no requiere salidas de emergencia ni consenso externo de PoS.

Nota histórica: En enero de 2021, Vitalik calificó los esquemas basados en el orden L1 como una anarquía total, que corría el riesgo de enviar varios bloques de rollup al mismo tiempo, lo que resultaba en un desperdicio de gas y trabajo. El esquema actual de separación entre proponentes y constructores (PBS) permite un ordenamiento L1 estrictamente controlado, con un bloque de rollup por bloque L1 como máximo, y sin desperdicio de gas. Cuando el bloque n+1 de rollups (o n+k para k >= 1) contiene una prueba SNARK para el bloque n, se puede evitar el desperdicio de trabajo de prueba de rollup ZK.

• Costo: Based Rollup tiene un costo de gas cero: no hay necesidad de verificar firmas de clasificadores descentralizados o centralizados. La simplicidad de Based Rollup reduce los costos de desarrollo, acorta el tiempo de lanzamiento y reduce la exposición a vulnerabilidades de código. La clasificación de Based Rollups tampoco requiere tokens, lo que evita la carga regulatoria de los clasificadores basados en tokens.

• Alineación económica L1: el MEV que se origina en Based Rollup fluye naturalmente hacia la L1 en la que se basa. Este flujo fortalece la seguridad económica de L1 y, en caso de destrucción de MEV, aumenta la escasez económica de tokens nativos de L1. Esta estrecha alineación económica con L1 puede ayudar a construir la legitimidad de Based Rollup. Es importante destacar que, a pesar de sacrificar los ingresos de MEV, Based Rollup conserva la opción de generar ingresos a partir de tarifas de congestión L2 (como tarifas base L2 en forma de EIP-1559).

• Soberanía: A pesar de delegar el ordenamiento a L1, Based Rollup conserva la soberanía. Based Rollup puede tener un token de gobernanza, cobrar tarifas base y puede utilizar los ingresos de estas tarifas base cuando sea apropiado (por ejemplo, Optimism para financiar bienes públicos).

defecto:

• Sin ingresos por MEV: Based Rollup cede MEV a L1, lo que limita sus ingresos a las tarifas base. Contrariamente a lo que se podría pensar, esto puede aumentar los ingresos totales de Based Rollup. La razón es que el panorama de los rollups parece ser de ganador absoluto, y el rollup ganador puede aprovechar la seguridad, la descentralización, la simplicidad y la consistencia de Based Rollup para lograr el dominio y, en última instancia, maximizar los ingresos.

• Pedidos restringidos: delegar los pedidos a la L1 reduce la flexibilidad de los pedidos. Esto hace que determinados servicios de pedidos sean más difíciles o incluso imposibles de implementar:

Preconfirmación: la preconfirmación rápida no es un problema para el ordenamiento centralizado y se puede lograr con un consenso de PoS externo. La preconfirmación rápida con el ordenamiento L1 es un problema abierto con muchas direcciones de investigación prometedoras, incluidas EigenL, listas de inclusión y bonos constructores.

Primero en llegar, primero en ser atendido (FCFS): no se sabe con certeza si el ordenamiento FCFS de estilo Arbitrum se puede implementar en el Based Rollup. EigenL puede proporcionar una superposición FCFS para el Based Rollup ordenado en L1.

nombre:

El nombre “Based Rollup” proviene de su cercanía a la cadena base (Base L1). Esto entra en conflicto con la cadena Base recientemente anunciada por Coinbase, lo cual es una extraña coincidencia. De hecho, Coinbase compartió dos objetivos de diseño en su anuncio de Base:

• Sin token: “No tenemos planes de emitir un nuevo token de red”.

• Descentralización: “Planeamos descentralizar gradualmente la cadena de bloques con el tiempo”.

Base puede lograr una descentralización sin tokens al convertirse en un Based Rollup.

Fuente de la imagen: @jchaskin 22

En teoría, Based Rollup permite a cualquiera expandirse al bloque Rollup y publicar los cambios de estado de transacción ordenados en L1 para extraer MEV de L2, de modo que toda la clasificación y la seguridad sean proporcionadas por Ethereum L1. Esto puede eludir el consenso de prueba de participación externa y los requisitos de tokens de un Rollup específico. Al mismo tiempo, en comparación con otros Rollups que son esenciales para mantener los activos seguros, la función de escotilla de escape de emergencia se puede eliminar en la visión de Based Rollup. El proceso solo requiere que las transacciones en el Rollup se completen sin problemas mientras se mantiene a Ethereum funcionando de manera segura.

Taiko Labs sobre la acumulación basada en

Fuente de la imagen: sitio web oficial de Taiko

Taiko Labs es el equipo principal que desarrolla y promueve Based Rollup, el proyecto de Taiko Labs en la solución de expansión de segunda capa de Ethereum. Su visión es resolver el problema de escalabilidad de la red principal de Ethereum a través de tecnologías innovadoras como Based Rollup. Tiene tres características principales:

1. Completamente equivalente al EVM (Tipo 1) ZK-EVM de Ethereum: el zkEVM (Tipo 1) utilizado tiene total compatibilidad con Ethereum, y los desarrolladores pueden migrar sin problemas aplicaciones descentralizadas (dApps) entre Ethereum y Taiko sin preocuparse por el riesgo de fallas en la ejecución del contrato inteligente;

2. Código abierto: todo el código fuente de Taiko está disponible públicamente en GitHub y cualquier persona puede verlo, crearlo o modificarlo. Este modelo de código abierto garantiza que el desarrollo de la tecnología blockchain no se limite a los esfuerzos de un equipo pequeño, sino que también abarque a comunidades y desarrolladores de todo el mundo;

3. Descentralización total: además de garantizar una alta compatibilidad con EVM, Taiko también se compromete a lograr la descentralización total del protocolo. Taiko planea enviar bloques y generar zkP a través de proponentes y validadores descentralizados para garantizar la naturaleza descentralizada del sistema.

Taiko se esfuerza por construir un Ethereum Tipo 1 totalmente equivalente

ZK-EVM, que es la búsqueda de una equivalencia completa e inflexible con Ethereum mencionada por Vitalik Buterin en Los diferentes tipos de ZK-EVM (ver enlace extendido 2). Su propósito es ser totalmente compatible con Ethereum para verificar los bloques de Ethereum (al menos la capa de ejecución verificable, excluyendo el consenso de la cadena de balizas pero incluyendo todas las transacciones, contratos inteligentes y lógica de cuentas, y no reemplazará los hashes, árboles de estado/transacción y otra lógica de consenso), por lo que en comparación con otros tipos, el Tipo 1 es el más complejo y desafiante para estar cerca de la solución nativa.

Fuente de la imagen: Vitalik Buterin: Los diferentes tipos de ZK-EVM

Otras estructuras centrales:

Acumulación competitiva (BCR – Acumulación competitiva básica)

Es una innovadora solución de expansión de blockchain desarrollada por Taiko Labs. BCR tiene como objetivo mejorar la eficiencia y seguridad de Rollup a través de un mecanismo competitivo, permitiendo que diferentes participantes compitan libremente para enviar bloques y generar pruebas, mejorando así el rendimiento y la descentralización de toda la red. El resumen general es el siguiente.

• Características

Competencia abierta: permite que cualquier participante calificado compita para enviar bloques y generar pruebas. Este mecanismo abierto reduce el control centralizado y mejora la descentralización de la red. Los competidores ganan recompensas y tarifas de transacción al brindar mejores servicios;

Expansión eficiente: puede mejorar de manera efectiva la eficiencia de la generación y verificación de bloques. Múltiples competidores pueden trabajar en paralelo, evitando cuellos de botella en un solo punto, mejorando la velocidad de procesamiento de transacciones y las capacidades de expansión de la red;

Seguridad: La capacidad de los sistemas para resistir ataques se mejora mediante un mecanismo de competencia entre múltiples partes. Los bloques y pruebas generados por la competencia entre múltiples partes aumentan la transparencia y la seguridad del sistema, lo que dificulta que sea controlado o atacado por una sola entidad.

• Ventaja

Compatibilidad con EVM: BCR es totalmente compatible con la máquina virtual Ethereum (EVM), lo que permite que los contratos inteligentes y las aplicaciones descentralizadas (DApps) de Ethereum existentes se migren fácilmente a BCR sin modificaciones importantes;

Alto rendimiento: dado que BCR puede procesar transacciones y generar bloques en paralelo, el rendimiento de las redes mejora significativamente, pudiendo manejar mayores volúmenes de transacciones, reduciendo los costos de transacción y las demoras;

Descentralización: A través de la generación de bloques descentralizados y mecanismos de prueba, se garantiza la naturaleza descentralizada de la red, reduciendo el riesgo de ser controlado por entidades centralizadas.

• Desventajas

Mayor complejidad: la complejidad del sistema requiere algoritmos y protocolos complejos para coordinar la generación y verificación de bloques entre múltiples competidores. La complejidad de los contratos inteligentes puede requerir lógica adicional para manejar los resultados de la competencia.

Posibles problemas: En el marco del mecanismo de competencia de BCR, cuando varios competidores calculan y envían bloques al mismo tiempo, las tarifas pueden aumentar. Los usuarios pueden enfrentarse a tarifas de transacción más altas cuando utilizan BCR para realizar transacciones, especialmente cuando la red está ocupada o la competencia es feroz. Al mismo tiempo, los nodos grandes con abundantes recursos pueden tener una ventaja en la competencia, lo que da lugar a la centralización.

Paquete acumulativo de refuerzo basado en BBR

Booster es un participante especial de BBR. Es responsable de optimizar los lotes de transacciones, comprimir los datos de las transacciones y procesar varios lotes de transacciones en paralelo. Su función real es separar la ejecución y el almacenamiento, mantener la ejecución de L2 mientras que L1 permanece descentralizada y mantener la dirección de los contratos inteligentes en L1 y todos los BBR consistentes.

Al mismo tiempo, también enfrenta desafíos como una mayor complejidad del sistema, el consumo de recursos y la posible centralización. En el futuro, BBR aún necesita optimizarse y expandirse aún más para satisfacer las necesidades de la tecnología blockchain en evolución.

Fuente de la imagen: Taiko Labs

Conclusión

Desde la perspectiva general actual, Based Rollup puede considerarse un gran cambio en el método de expansión de la segunda capa de Ethereum. La clasificación de Rollup se confía directamente al proponente de la primera capa, y el diseño de separación de proponente y constructor se utiliza para permitir que la primera capa realice todas las funciones de clasificación de Rollup. Al mismo tiempo, MEV también se expande, de modo que los buscadores de L2 pueden enviar paquetes de transacciones a los constructores de L2, que también son buscadores de L1, y estos bloques L2 completos luego se convierten en parte de los bloques L1, y finalmente son procesados por los constructores de L1 y la red principal de Ethereum.

Aún queda por verificar si Based Rollup puede asumirse como la solución final a Rollup, pero es innegable que es una innovación importante en la expansión de segunda capa de Ethereum en esta etapa, proporcionando una solución más segura y descentralizada para la expansión. Si el mismo pensamiento se aplica al ecosistema de Bitcoin, en comparación con la VM nativa y descentralizada implementada por Ethereum con una fuerte escalabilidad, su dificultad de implementación es comprensible, por lo que toda la industria aún tiene un largo camino por recorrer para resolver el problema de la expansión verdaderamente descentralizada.

Enlaces de extensión:

【 1 】 Rollups basados en superpoderes de la secuenciación L1 https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1

【2】Los diferentes tipos de ZK-EVM https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

Artículos de referencia:
【1】El juego del crédito: Rollups controlados por multifirmas y comitéshttps : //mp.weixin.qq.com/s?__biz =Mzk0OTYwMDM1Mg==mid=2247486544idx=1sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1ffuente=411TP11Redirección de Twitter

【2】Informe de investigación de Taiko: Solución de capa 2 de Ethereum para una expansión perfecta y compatibilidad totalhttps //www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html

Este artículo proviene de Internet: De la teoría a la práctica: ¿Puede Based Rollup implementar la solución Rollup basada en clasificación L1?

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