De la théorie à la pratique : Based Rollup peut-il mettre en œuvre une solution Rollup basée sur le tri L1 ?

Auteur : Ac-Core, chercheur chez YBB Capital

Avant-propos :

Le principe de fonctionnement d'Ethereum est que chaque nœud stocke et exécute chaque transaction soumise par l'utilisateur Afin d'étendre l'ensemble du réseau, Ethereum adopte la solution Rollup. En termes simples, il déplace la majeure partie du traitement des transactions hors chaîne (L2), réduisant ainsi la charge sur le réseau principal Ethereum (L1) et réduisant les frais de transaction, c'est-à-dire Rollup = un ensemble de contrats intelligents de L1 + nœuds de réseau de L2, c'est-à-dire les contrats intelligents en chaîne et les agrégateurs hors chaîne, qui s'appuient sur Ethereum lui-même pour son propre règlement, son consensus et la disponibilité des données, sont uniquement responsables de l'exécution des transactions. Le nœud du réseau L2 est constitué de plusieurs parties, dont la plus importante est le séquenceur, mais actuellement les séquenceurs de Rollup sont confrontés à des problèmes de centralisation.

Rollup and Sequencer

Rollup est une solution de mise à l'échelle pour Ethereum (L1) qui exécute des transactions hors chaîne, en regroupant les transactions en blocs. Pour chaque bloc, Rollup publie les données nécessaires à la reconstruction de l'état de la chaîne (en tant que source de disponibilité des données) à la couche de disponibilité des données, et publie la preuve de l'exactitude de l'exécution hors chaîne à la couche de règlement (il existe deux types de Rollup, dans le cas du rollup ZK, des preuves sans connaissance sont émises pour chaque bloc ; dans le cas du rollup optimiste, les preuves de fraude ne sont émises qu'en cas de litige après EIP-4844, lorsque la publication des données passe aux blobs. , Cette couche pourrait être appelée « couche de publication de données ». Parmi eux, le contrat intelligent de Rollup vérifie la preuve émise sur L1, et chaque Rollup disposera d'un ou plusieurs ponts pour réaliser la transmission de données entre les chaînes ainsi que les dépôts et les retraits.

Dans la logique d'implémentation du Rollup, le séquenceur est un composant clé. Il est principalement chargé de recevoir les requêtes de transactions sur L2, de déterminer leur ordre d'exécution, de conditionner les transactions en lots (Batch), et enfin de les transmettre au Rollup smart. les contrats jouent un rôle important dans l’amélioration de l’efficacité du traitement des transactions et la réduction des coûts.

La fonction et le principe de fonctionnement du trieur comprennent principalement quatre parties.

1. Recevoir des transactions : Le séquenceur reçoit les demandes de transactions des utilisateurs ou des applications. Ces transactions sont d'abord traitées sur L2 plutôt que directement sur le réseau principal Ethereum ;

2 Tri des transactions : Le séquenceur est chargé de trier les transactions reçues et de déterminer leur ordre d'exécution. Ce processus est similaire à ce que font les mineurs d'Ethereum avant de regrouper les transactions en blocs ;

3 Transactions emballées : le trieur regroupe les transactions triées en lots, qui contiennent des informations globales provenant de plusieurs transactions ;

4 Soumettre à L1 : Enfin, le séquenceur soumet le lot de transactions packagées vers le réseau principal Ethereum (L1), où le règlement et le stockage des données sont effectués. De cette façon, L1 peut valider et stocker les mises à jour d’état sur L2.

Bien que la technologie Rollup offre une solution de mise à l'échelle efficace, il existe encore quelques problèmes dans la conception et la mise en œuvre des séquenceurs. Le premier est le problème de centralisation. La plupart des projets Rollup reposent actuellement sur des séquenceurs centralisés, généralement gérés par une seule entité ou contrôlés. Pour quelques entités, les risques intuitifs sont un manque de transparence et des points de défaillance uniques.

En mettant de côté l'explication rigide ci-dessus, la discussion sur la solution de tri décentralisé L2, mentionnée dans les articles précédents de YBB Capital, est de savoir s'il s'agit de la solution L2 de jalonnement de nœuds de pool de tri que Metis ouvre directement au marché, ou de la solution L2 The Le plan Espresso, un projet indépendant récemment lancé, concerne essentiellement la distribution du « gâteau des bénéfices » et les attentes en matière de spéculation future sur le marché. Les intérêts corrects et la légitimité sont donc des clés difficiles à éviter.

Contexte historique et conception du Based Rollup

图源：@drakefjustin

Le concept Rollup a été proposé pour la première fois par Vitalik Buterin, le fondateur d'Ethereum. Son idée originale était d'atteindre un état d'"anarchie totale" totalement sans contrainte pour permettre toute expansion de transaction illimitée. pour les personnes. En combinant les problèmes mentionnés ci-dessus avec le trieur actuel, le chercheur Ethereum : Justin Drake a proposé en 2023 une solution appelée Based Rollups dans laquelle le trieur est géré par Ethereum L1 lui-même. Le contenu est le suivant (voir le lien étendu 1 pour la source) :

Définition :

« Lorsque l'ordre des agrégations est déterminé par la couche de base (L1), nous l'appelons agrégation basée sur L1 ou ordonnée par L1. Plus précisément, l'agrégation basée sur L1 signifie que le prochain proposant L1 peut correspondre à la L1. Le chercheur et les constructeurs coopèrent pour inclure le prochain bloc Rollup dans le prochain bloc L1 sans autorisation »

Avantages :

• Liveness : Based Rollup bénéficie de la même garantie de vivacité que L1. Veuillez noter que l'activité du Rollup non basé avec les trappes d'évacuation sera réduite (les trappes d'évacuation sont un mécanisme de sécurité dans le Rollup qui permet aux utilisateurs d'extraire en toute sécurité les actifs de L2 vers le maître L1 en cas de problème avec le système Rollup. chaîne . C'est similaire à une sortie de secours)

Garantie de règlement plus faible : les transactions des escape pods doivent attendre un délai d'attente avant que le règlement ne soit garanti

;

MEV basé sur la censure : les rollups avec trappes de secours sont vulnérables aux effets négatifs du MEV dus à la censure à court terme du séquenceur pendant les délais d'attente ;

risque d'effets de réseau : sorties massives déclenchées par des pannes d'activité du séquenceur (par exemple, pour une attaque à 51 % sur le PoS décentralisé) ; mécanisme de tri) détruira l'effet de réseau de Rollup. Notez que contrairement à L1, Rollup ne peut pas utiliser le consensus social pour se remettre gracieusement des pannes de vivacité du séquenceur. Dans toutes les conceptions connues de Rollup non basé, la sortie massive est l'épée de Damoclès ;

Pénalité de gaz : les transactions réglées via des modules d'évacuation entraînent souvent des pénalités de gaz pour leurs utilisateurs (par exemple en raison du fait que les transactions ne sont pas regroupées par lots) Compression des données sous-optimale).

• Décentralisation : Based Rollup hérite de la décentralisation de L1 et réutilise naturellement l'infrastructure de recherche-constructeur-proposant de L1. Les chercheurs et constructeurs L1 sont incités à inclure des blocs de cumul dans leurs blocs L1 pour extraire le MEV du cumul. Cela incite ensuite les proposants de blocs L1 à regrouper des blocs de cumul sur L1.

• Simplicité : Le tri Based Rollup est le plus simple, encore beaucoup plus simple que le tri centralisé. Based Rollup ne nécessite aucune vérification de la signature du client, aucune trappe de secours et aucun consensus PoS externe.

Note historique : En janvier 2021, Vitalik a qualifié la solution basée sur le tri L1 d'"anarchie complète", qui présente le risque de soumettre plusieurs blocs de rollup en même temps, entraînant un gaspillage de gaz et de charge de travail. Le système actuel de séparation des proposants et des constructeurs (PBS) peut contrôler strictement l'ordre L1, avec au plus un bloc de cumul par bloc L1, et aucun gaspillage de gaz. Cela évite de gaspiller le travail de preuve d'un rollup ZK lorsque le bloc n+1 du rollup (ou n+k pour k >= 1) contient une preuve SNARK du bloc n.

• Coût : le Based Rollup n'a aucun coût de gaz - il n'est même pas nécessaire de vérifier les signatures des donneurs de commandes décentralisés ou centralisés. La simplicité de Based Rollup réduit les coûts de développement, raccourcit le temps de publication et réduit la zone d'exposition aux vulnérabilités du code. Le tri Based Rollup est également sans jeton, évitant ainsi le fardeau réglementaire des trieurs basés sur des jetons.

• Conformément à l'alignement économique L1 : le MEV provenant du Based Rollup circule naturellement vers la L1 sur laquelle il est basé. Ce flux renforce la sécurité économique de L1 et, en cas de destruction du MEV, augmente la rareté économique des tokens natifs de L1. Cette forte intégration économique avec L1 peut contribuer à renforcer la légitimité du Based Rollup. Il est important de noter que malgré le sacrifice des revenus MEV, Based Rollup conserve la possibilité de générer des revenus à partir des frais de congestion L2 (tels que les frais de base L2 sous la forme d'EIP-1559).

• Souveraineté : Bien que le tri soit délégué à L1, Based Rollup conserve la souveraineté. Based Rollup peut avoir un jeton de gouvernance, facturer des frais de base, et le produit de ces frais de base peut être utilisé le cas échéant (par exemple, Optimism finance les biens publics).

Inconvénients :

• Pas de revenu MEV : le Based Rollup transfère le MEV à L1, limitant ses revenus aux frais de base. Contre-intuitivement, cela peut augmenter les revenus totaux du Based Rollup. La raison en est que le paysage du rollup semble être celui du gagnant, le rollup gagnant étant susceptible de tirer parti de la sécurité, de la décentralisation, de la simplicité et de la cohérence du Based Rollup pour atteindre la domination et, en fin de compte, maximiser les revenus.

• Tri contraint : Déléguer le tri à L1 réduit la flexibilité du tri. Cela rend certains services de commande plus difficiles, voire impossibles à réaliser :

• Pré-confirmation : une pré-confirmation rapide ne pose pas de problème pour les commandes centralisées et peut être obtenue via un consensus PoS externe. La prévalidation rapide à l'aide du tri L1 est un problème ouvert avec de nombreuses directions de recherche prometteuses, notamment EigenL, les listes d'inclusion et les Builder Bonds.

• Premier arrivé, premier servi (FCFS) : le tri FCFS de style Arbitrum ne sait pas s'il peut être implémenté sur Based Rollup. EigenL peut fournir une superposition de FCFS pour le cumul basé sur le tri L1.

Naming :

"Based Rollup" Le nom vient de la proximité avec la chaîne de base (Base L1). Cela entre en conflit avec la chaîne Base récemment annoncée par Coinbase, ce qui est une merveilleuse coïncidence. En fait, Coinbase a partagé deux objectifs de conception dans son annonce de base :

• Sans jetons : "Nous n'avons pas l'intention d'émettre de nouveaux jetons de réseau."

• 去中心化 (decentralisation)：「 我们 [...] 计划随着时间的推移逐步去中心化区块链。」

Base 可以通过成为 Based Rollup 来实现无代币的去中心化。

图源：@jchaskin22

综上理论，Based Rollup可让任何人都可扩展到Rollup区块，把排序后的交易状态变化发布到L1即可从L2中提取MEV，让所有的排序和安全性均由以太坊L1提供。这样可以规避外部权益证明共识和特定的Rollup的Token需求，同时相比于其他Rollup为保住资产安全必不可少的”紧急逃生舱“功能相比，在Based Rollup的愿景中可以去除，其过程只需在保住以太坊安全运行的前提下，在Rollup上的交易既可顺利完成。

Based Rollup上的Taiko Labs

图源：Taiko官网

Taiko Labs是开发和推广Based Rollup的主要团队，而Based Rollup是Taiko Labs在以太坊第二层扩展解决方案方面的项目。其愿景是通过Based Rollup等创新技术，解决以太坊主网的扩展性问题。其主要有三个特点：

1.完全等同于以太坊的EVM(Type 1) ZK-EVM：使用的（Type1) zkEVM具备完全的以太坊兼容性，开发者可以无缝地在以太坊和Taiko之间迁移去中心化应用（dApps），而无需担心智能合约执行失败的风险；

2.开源：Taiko的所有源代码都公开在GitHub上，任何人都可以查看、构建或修改。这种开源模式确保了区块链技术的发展不仅局限于一个小团队的努力，还涵盖了全球范围内的社区和开发者；

3.完全去中心化：除了确保与EVM的高度兼容性，Taiko还致力于实现协议的完全去中心化。Taiko计划通过去中心化的提议者和验证者来提交区块和生成zkPs，从而保障系统的去中心化特性。

Taiko致力构建类型1完全等效于以太坊(fully Ethereum-equivalent)

的ZK-EVM，即Vitalik Buterin 在《The different types of ZK-EVMs》（见扩展链接2），中提到的追求完全且毫无妥协地与以太坊等效。其目的是与以太坊完全兼容来验证以太坊区块（至少可验证执行层，不包括信标链共识但包括所有的交易，智能合约和账户逻辑，且不会取代哈希，状态/事务树和其他共识逻辑），所以相比于其他类型，为接近原生解决方案，Type 1 是最具复杂性和挑战性的一种。

图源：Vitalik Buterin：《The different types of ZK-EVMs》

其他核心结构：

可竞争的Rollup(BCR - Base Competitive Rollup)

是Taiko Labs开发的一种创新型区块链扩展解决方案。BCR旨在通过竞争机制提高Rollup的效率和安全性，使得不同的参与者可以自由竞争提交区块和生成证明，从而提升整个网络的性能和去中心化程度，综合来看总结如下。

• 特点

开放竞争：允许任何符合条件的参与者竞争提交区块和生成证明，这种开放机制减少了中心化控制，提高了网络的去中心化程度。竞争者通过提供更优质的服务来赢得奖励和交易费用；

高效扩展：可以有效提升区块生成和验证的效率。多个竞争者可以并行工作，避免了单点瓶颈，提升了交易处理的速度和网络的扩展能力；

安全性：通过多方参与的竞争机制，提高了系统的抗攻击能力。多方竞争生成的区块和证明，增加了系统的透明度和安全性，难以被单一实体控制或攻击。

• 优势

EVM兼容：BCR与以太坊虚拟机（EVM）完全兼容，使得现有的以太坊智能合约和去中心化应用（DApps）可以轻松迁移到BCR上运行，而无需进行重大修改；

高吞吐量：由于BCR可以并行处理交易和生成区块，网络的吞吐量显著提高，能够处理更高的交易量，降低了交易成本和延迟；

去中心化：通过去中心化的区块生成和证明机制，确保了网络的去中心化特性，降低了被中心化实体控制的风险。

• 劣势

复杂性增加：系统复杂性需要复杂的算法和协议来协调多个竞争者之间的区块生成和验证，智能合约复杂性让智能合约可能需要额外的逻辑来处理竞争结果；

潜在问题：在BCR的竞争机制下，多个竞争者同时计算和提交区块时，可能导致的费用上升，用户在使用BCR进行交易时可能面临较高的交易费用，尤其是在网络繁忙或竞争激烈的情况下。同时资源丰富的大节点可能在竞争中占据优势，造成中心化的集中。

基于助推器的Rollup(BBR-Based Booster Rollup)

助推器（Booster）在BBR中是一个特殊的参与者，它负责优化交易批次，对交易数据进行压缩和并行处理多个交易批次的作用，实际作用是将执行和存储进行分离，保持L2执行的同时L1保持去中心化，并且让智能合约在L1和所有BBR上的地址保持一致。

与此同时，它也面临系统复杂性增加、资源消耗、潜在中心化等问题的挑战。未来，BBR仍需要进一步优化和扩展，以满足区块链技术不断发展的需求。

图源：Taiko Labs

结语：

当下整体观察来看，Based Rollup算得上以太坊二层扩展方式的巨大转变，将Rollup的排序直接委托在一层提议者，利用提议者与构建者的分离设计， 让一层为 Rollup 执行所有的排序者角色。同时也让MEV得到扩展，这样 L2 搜索者可将交易捆绑发送给 L2 构建者，同样后者也是 L1 的搜索者，而这些完整的 L2 区块随后成为 L1 区块的一部分，最终由 L1 构建者和以太坊主网处理。

能否将Based Rollup假设为Rollup的最终解我们还有待考证，但不可否认的是它在现阶段是以太坊二层扩展的一次重大创新，为扩展提供了更安全，去中心化解决方案。如果将同等思维带入比特币生态，与有强可扩展性的以太坊实现原生且去中心化的VM相比，其实现难度都无可厚非，所以目前整个行业在解决真正去中心化扩展的问题上仍有很长一段路要走。

 

扩展链接：

【1】 Based rollups—superpowers from L1 sequencing https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1

【2】The different types of ZK-EVMs https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

参考文章：

【1】信用的游戏：被多签和委员会操控的Rollup们 https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0OTYwMDM1Mg==&mid=2247486544&idx=1&sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1f&source=41#wechat_redirect

【2】Taiko研报：实现无缝扩展与完全兼容的以太坊Layer 2解决方案 https://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!