От теории к практике: может ли Based Rollup реализовать решение Rollup на основе сортировки L1?

Оригинальный автор: YBB Capital Researcher Ac-Core

Предисловие:

Ethereum работает по принципу, что каждый узел хранит и выполняет каждую транзакцию, отправленную пользователем. Чтобы расширить всю сеть, Ethereum принимает решение Rollup. Проще говоря, он перемещает большую часть обработки транзакций в оффчейн (L2), тем самым снижая нагрузку на основную сеть Ethereum (L1) и снижая комиссии за транзакции. То есть Rollup = набор смарт-контрактов в L1 + сетевые узлы в L2, то есть смарт-контракты в цепочке и агрегаторы вне цепочки. Его собственные расчеты, консенсус и доступность данных зависят от самого Ethereum, и он отвечает только за выполнение транзакций. Узлы сети L2 состоят из нескольких частей, наиболее важной из которых является сортировщик, но в настоящее время сортировщики Rollup сталкиваются с проблемой централизации.

Свертывание и сортировка

Rollup — это масштабируемое решение для Ethereum (L1), которое выполняет транзакции вне цепочки и упаковывает их в блоки. Для каждого блока Rollup публикует данные, необходимые для реконструкции состояния цепочки (как источник доступности данных) на уровне доступности данных, и публикует доказательство правильности выполнения вне цепочки на уровне расчетов (существует два типа Rollup. В случае ZK-rollup каждый блок публикует доказательство с нулевым разглашением; в случае оптимистичного rollup доказательство мошенничества публикуется только в случае возникновения спора). После EIP-4844, когда публикация данных переключается на BLOB-объекты, этот слой можно назвать слоем публикации данных. Смарт-контракт Rollup проверяет опубликованное доказательство на L1, и каждый Rollup будет иметь один или несколько мостов для обеспечения передачи данных между цепочками, а также депозитов и снятий.

В логике реализации Rollup Sequencer является ключевым компонентом. Он в основном отвечает за прием запросов транзакций на L2, определение порядка их выполнения, упаковку транзакций в пакеты и, наконец, передачу их в смарт-контракт Rollup на L1. Он играет важную роль в повышении эффективности обработки транзакций и снижении затрат.

Функции и принципы работы секвенсора в основном включают четыре части.

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

2. Сортировка транзакций: Сортировщик отвечает за сортировку полученных транзакций и определение порядка их выполнения. Этот процесс похож на то, что делают майнеры Ethereum перед упаковкой транзакций в блоки;

3. Упаковка транзакций: сортировщик упаковывает отсортированные транзакции в пакеты, которые содержат сводную информацию о нескольких транзакциях;

4. Отправить в L1: Наконец, сортировщик отправляет упакованный пакет транзакций в основную сеть Ethereum (L1) для расчета и хранения данных. Таким образом, L1 может проверять и хранить обновления статуса в L2.

Хотя технология Rollup обеспечивает эффективное решение для расширения, все еще существуют некоторые проблемы в проектировании и реализации сортировщика. Первой и самой главной является проблема централизации. Большинство проектов Rollup в настоящее время полагаются на централизованные сортировщики, которые обычно контролируются одним субъектом или несколькими субъектами. Интуитивные риски, которые они привносят, — это отсутствие прозрачности и отказ в одной точке.

Оставив в стороне приведенное выше жесткое объяснение, обсуждение решения децентрализованной сортировки L2, будь то решение L2 для стейкинга узлов сортировочного пула, напрямую открытое Metis для рынка, или решение независимого проекта Espresso, упомянутое в предыдущих статьях YBB Capital, по сути, представляет собой распределение пирога прибыли от сортировки и ожидание будущего пространства рыночных спекуляций, поэтому правильность интересов и ортодоксальность являются ключом, которого трудно избежать.

Историческая справка и дизайн Based Rollup

Изображение предоставлено: @drakefjustin

Концепция Rollup была впервые предложена основателем Ethereum Виталиком Бутериным, чья изначальная идея заключалась в достижении полностью неограниченного состояния Total Anarchy, чтобы позволить любому человеку расширять транзакции без ограничений. Ввиду вышеуказанных проблем с текущим сортировщиком, в 2023 году исследователь Ethereum Джастин Дрейк предложил решение на основе Rollups для управления сортировщиком самим Ethereum L1, содержание которого следующее (см. расширенную ссылку 1 для источника):

определение:

«Когда порядок роллапов управляется базовым слоем (L1), мы называем их роллапами на основе L1 или упорядоченными L1. В частности, роллапы на основе L1 — это когда следующий предлагающий L1 может сотрудничать с искателями и строителями L1, чтобы без разрешения включать следующий блок Rollup в следующий блок L1».

преимущество:

• Живучесть: Based Rollup пользуется теми же гарантиями живучести, что и L1. Обратите внимание, что живучесть non-Based Rollup с аварийными выходами будет снижена (аварийный выход — это механизм безопасности в Rollup, который позволяет пользователям безопасно выводить активы из L2 обратно в основную цепочку L1 при возникновении проблем в системе Rollup. Это похоже на аварийный выход);

Более слабые гарантии расчетов: транзакции Escape Pod должны ожидать тайм-аута, прежде чем расчет будет гарантирован;

MEV на основе цензуры: накопительные пакеты с аварийными люками уязвимы к неблагоприятному MEV из-за краткосрочной цензуры секвенсора во время тайм-аутов;

Сетевые эффекты находятся под угрозой: Массовые выходы, вызванные сбоями жизнеспособности сортировщика (например, атака 51% на децентрализованный механизм сортировки PoS), разрушат сетевые эффекты Rollup. Обратите внимание, что в отличие от L1, Rollup не может использовать социальный консенсус для изящного восстановления после сбоев жизнеспособности сортировщика. Массовые выходы — это дамоклов меч во всех известных небазированных конструкциях Rollup;

Штраф за расход газа: Транзакции, осуществляемые через аварийный выход, часто влекут за собой штраф за расход газа для их пользователей (например, из-за неоптимального сжатия данных, когда транзакции не пакетируются).

• Децентрализация: Based Rollup наследует децентрализацию L1 и естественным образом повторно использует инфраструктуру L1 searcher-builder-proposer. Поисковики и строители L1 мотивированы включать блоки rollup в свои блоки L1 для извлечения MEV rollup. Это, в свою очередь, мотивирует предлагающих блоки L1 упаковывать блоки rollup на L1.

• Простота: сортировка Based Rollup самая простая, даже намного проще централизованной сортировки. Based Rollup не требует проверки подписей сортировщика, не требует аварийных люков и не требует внешнего консенсуса PoS.

Историческая справка: В январе 2021 года Виталик назвал схемы на основе порядка L1 полной анархией, которая рисковала отправлять несколько блоков свертки одновременно, что приводило к пустой трате газа и работы. Текущая схема разделения предлагающего и создающего (PBS) допускает строго контролируемый порядок L1, с максимум одним блоком свертки на блок L1 и без пустой траты газа. Когда блок свертки n+1 (или n+k для k >= 1) содержит доказательство SNARK для блока n, можно избежать пустой траты работы доказательства свертки ZK.

• Стоимость: Based Rollup имеет нулевую стоимость газа — нет необходимости проверять подписи децентрализованных или централизованных сортировщиков. Простота Based Rollup снижает затраты на разработку, сокращает время выпуска и снижает подверженность уязвимостям кода. Сортировка Based Rollup также не требует токенов, что позволяет избежать нормативного бремени сортировщиков на основе токенов.

• Экономическое соответствие L1: MEV, происходящие из Based Rollup, естественным образом перетекают в L1, на котором они основаны. Этот поток укрепляет экономическую безопасность L1 и, в случае уничтожения MEV, увеличивает экономическую редкость собственных токенов L1. Это тесное экономическое соответствие с L1 может помочь построить легитимность Based Rollup. Важно отметить, что, несмотря на пожертвование доходом MEV, Based Rollup сохраняет возможность получать доход от сборов за перегрузку L2 (например, базовых сборов L2 в форме EIP-1559).

• Суверенитет: Несмотря на делегирование заказа L1, Based Rollup сохраняет суверенитет. Based Rollup может иметь токен управления, собирать базовые сборы и может использовать доходы от этих базовых сборов, когда это уместно (например, Optimism для финансирования общественных благ).

недостаток:

• Нет дохода MEV: Based Rollup отказывается от MEV в L1, ограничивая свой доход базовыми сборами. Как ни странно, это может увеличить общий доход Based Rollup. Причина в том, что ландшафт rollup, похоже, представляет собой ситуацию «победитель получает все», и победивший rollup может использовать безопасность, децентрализацию, простоту и согласованность Based Rollup для достижения доминирования и, в конечном итоге, максимизации дохода.

• Ограниченный заказ: Делегирование заказа L1 снижает гибкость заказа. Это затрудняет или даже делает невозможным реализацию некоторых услуг заказа:

Предварительное подтверждение: Быстрое предварительное подтверждение не является проблемой для централизованного заказа и может быть достигнуто с внешним консенсусом PoS. Быстрое предварительное подтверждение с заказом L1 является открытой проблемой со многими перспективными направлениями исследований, включая EigenL, списки включения и облигации строителя.

First Come First Served (FCFS): Неясно, можно ли реализовать порядок FCFS в стиле Arbitrum на Based Rollup. EigenL может предоставить наложение FCFS для L1-ordered Based Rollup.

имя:

Название «Based Rollup» происходит от его близости к базовой цепочке (Base L1). Это противоречит недавно анонсированной Coinbase Base chain, что является странным совпадением. Фактически, Coinbase поделилась двумя целями дизайна в своем анонсе Base:

• Отсутствие токенов: «У нас нет планов выпускать новый сетевой токен».

• Децентрализация: «Мы […] планируем постепенно децентрализовать блокчейн с течением времени».

Base может достичь децентрализации без токенов, став Based Rollup.

Источник изображения: @jchaskin 22

Теоретически Based Rollup позволяет любому человеку расшириться до блока Rollup и опубликовать отсортированные изменения статуса транзакции в L1 для извлечения MEV из L2, так что вся сортировка и безопасность обеспечиваются Ethereum L1. Это может обойти внешний консенсус proof-of-stake и требования к токенам конкретного Rollup. В то же время, по сравнению с другими Rollup, которые необходимы для сохранения активов в безопасности, функция аварийного выхода может быть удалена в видении Based Rollup. Процесс требует только, чтобы транзакции в Rollup завершались гладко, при этом Ethereum продолжал работать безопасно.

Taiko Labs на основе накопительного пакета

Источник изображения: официальный сайт Taiko

Taiko Labs — это основная команда, разрабатывающая и продвигающая Based Rollup, проект Taiko Labs в решении расширения второго уровня Ethereum. Его видение — решить проблему масштабируемости основной сети Ethereum с помощью инновационных технологий, таких как Based Rollup. Он имеет три основные функции:

1. Полностью эквивалентен Ethereum EVM (тип 1) ZK-EVM: используемый (тип 1) zkEVM полностью совместим с Ethereum, и разработчики могут легко переносить децентрализованные приложения (dApps) между Ethereum и Taiko, не беспокоясь о риске сбоя выполнения смарт-контракта;

2. Открытый исходный код: весь исходный код Taiko находится в открытом доступе на GitHub и может быть просмотрен, собран или изменен любым человеком. Эта модель открытого исходного кода гарантирует, что разработка технологии блокчейн не ограничивается усилиями небольшой команды, но также охватывает сообщества и разработчиков по всему миру;

3. Полная децентрализация: Помимо обеспечения высокой совместимости с EVM, Taiko также стремится к достижению полной децентрализации протокола. Taiko планирует отправлять блоки и генерировать zkP через децентрализованных предлагающих и валидаторов, чтобы обеспечить децентрализованную природу системы.

Taiko стремится создать Type 1, полностью эквивалентный Ethereum

ZK-EVM, который является стремлением к полной и бескомпромиссной эквивалентности с Ethereum, упомянутым Виталиком Бутериным в Различные типы ZK-EVM (см. расширенную ссылку 2). Его цель - быть полностью совместимым с Ethereum для проверки блоков Ethereum (по крайней мере, проверяемый уровень выполнения, исключая консенсус цепи маяков, но включая все транзакции, смарт-контракты и логику аккаунтов, и не заменит хэши, деревья состояний/транзакций и другую логику консенсуса), поэтому по сравнению с другими типами, Тип 1 является самым сложным и трудным для приближения к нативному решению.

Источник изображения: Виталик Бутерин: Различные типы ZK-EVM

Другие основные структуры:

Конкурентный роллап (BCR – базовый конкурентный роллап)

Это инновационное решение для расширения блокчейна, разработанное Taiko Labs. BCR стремится повысить эффективность и безопасность Rollup с помощью конкурентного механизма, позволяющего разным участникам свободно конкурировать за отправку блоков и генерацию доказательств, тем самым повышая производительность и децентрализацию всей сети. Общее резюме выглядит следующим образом.

• Функции

Открытая конкуренция: позволяет любому квалифицированному участнику соревноваться, чтобы отправлять блоки и генерировать доказательства. Этот открытый механизм снижает централизованный контроль и улучшает децентрализацию сети. Конкуренты получают награды и транзакционные сборы, предоставляя лучшие услуги;

Эффективное расширение: может эффективно повысить эффективность генерации и проверки блоков. Несколько конкурентов могут работать параллельно, избегая узких мест в одной точке, улучшая скорость обработки транзакций и возможности расширения сети;

Безопасность: Способность системы противостоять атакам улучшается за счет механизма многосторонней конкуренции. Блоки и доказательства, генерируемые многосторонней конкуренцией, повышают прозрачность и безопасность системы, затрудняя ее контроль или атаку со стороны одного субъекта.

• Преимущество

Совместимость с EVM: BCR полностью совместим с виртуальной машиной Ethereum (EVM), что позволяет легко переносить существующие смарт-контракты Ethereum и децентрализованные приложения (DApps) в BCR без серьезных изменений;

Высокая пропускная способность: поскольку BCR может обрабатывать транзакции и генерировать блоки параллельно, пропускная способность сети значительно повышается, позволяя обрабатывать большие объемы транзакций, сокращая транзакционные издержки и задержки;

Децентрализация: благодаря децентрализованной генерации блоков и механизмам проверки обеспечивается децентрализованный характер сети, что снижает риск контроля со стороны централизованных субъектов.

• Недостатки

Повышенная сложность: сложность системы требует сложных алгоритмов и протоколов для координации генерации и проверки блоков среди нескольких конкурентов. Сложность смарт-контрактов может потребовать дополнительной логики для обработки результатов соревнований.

Потенциальные проблемы: В рамках механизма конкуренции BCR, когда несколько конкурентов одновременно вычисляют и отправляют блоки, комиссии могут возрасти. Пользователи могут столкнуться с более высокими комиссиями за транзакции при использовании BCR для транзакций, особенно когда сеть загружена или конкуренция жесткая. В то же время крупные узлы с обильными ресурсами могут иметь преимущество в конкуренции, что приводит к централизации.

Бустерный накопительный пакет на основе BBR

Booster — это особый участник BBR. Он отвечает за оптимизацию пакетов транзакций, сжатие данных транзакций и параллельную обработку нескольких пакетов транзакций. Его фактическая роль заключается в разделении выполнения и хранения, поддержании выполнения L2, в то время как L1 остается децентрализованным, и поддержании согласованности адресов смарт-контрактов на L1 и всех BBR.

В то же время он также сталкивается с такими проблемами, как возросшая сложность системы, потребление ресурсов и потенциальная централизация. В будущем BBR все еще необходимо оптимизировать и расширить, чтобы соответствовать потребностям развивающейся технологии блокчейна.

Источник изображения: Taiko Labs

Заключение

Из общего наблюдения на данный момент, Based Rollup можно рассматривать как огромное изменение в методе расширения второго слоя Ethereum. Сортировка Rollup напрямую поручена предлагающему первому слою, а разделительная конструкция предлагающего и строителя используется для того, чтобы первый слой мог выполнять все сортировочные роли для Rollup. В то же время MEV также расширяется, так что искатели L2 могут отправлять пакеты транзакций строителям L2, которые также являются искателями L1, и эти полные блоки L2 затем становятся частью блоков L1 и, наконец, обрабатываются строителями L1 и основной сетью Ethereum.

Можно ли считать Based Rollup окончательным решением Rollup, еще предстоит проверить, но нельзя отрицать, что это крупное новшество в расширении второго уровня Ethereum на данном этапе, предоставляющее более безопасное и децентрализованное решение для расширения. Если то же самое мышление будет внедрено в экосистему Bitcoin, то по сравнению с нативной и децентрализованной виртуальной машиной, реализованной Ethereum с высокой масштабируемостью, сложность ее реализации понятна, поэтому всей отрасли еще предстоит пройти долгий путь в решении проблемы действительно децентрализованного расширения.

Ссылки на расширения:

【1】 На основе сверток — суперспособности от секвенирования L1 https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1

【2】Различные типы ZK-EVM https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

Справочные статьи:
【1】Игра в кредит: накопления, контролируемые многоподписями и комитетамиhttps ://mp.weixin.qq.com/s?__biz =Mzk0OTYwMDM1Mg==mid=2247486544idx=1sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1fsource=41#wechat_redirect

【2】Отчет об исследовании Taiko: Решение Ethereum Layer 2 для бесшовного расширения и полной совместимостиhttps ://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html

Эта статья взята из интернета: От теории к практике: может ли Based Rollup реализовать решение Rollup на основе сортировки L1?

По теме: ZetaChain распределит 10 миллионов ZETA в первом раунде XP Airdrop

Скоро начнется первый раунд раздачи ZetaChain XP. Приложения экосистемы могут подать запрос на вознаграждение ZETA до 00:00 (UTC) 1 июля, что также ознаменует начало первого распределения вознаграждений за раздачу для приложений. 90-дневное мероприятие по запуску XP завершилось. Первый раунд вознаграждений основной сети в основном основан на первом снимке пользователя XP 1 мая 2024 года. Чтобы поддержать непрерывный рост сети ZetaChain, это мероприятие по раздаче дает приложениям экосистемы ZetaChain возможность лучше определять вознаграждения ZETA, которые пользователи могут получить на основе уровня данных XP. Такой подход гарантирует, что вознаграждения за раздачу будут распределены среди большинства основных пользователей и видов деятельности XP, при этом позволяя участвовать всей экосистеме. Если вы…