以太坊的 Rollup 是中心化的:探究去中心化排序器

1. 要點

• 交易排序已成爲第二層(L2)領域一個日益嚴重的問題。L2 rollup 爲用戶提供執行層,然後將交易數據提交給上級第一層(L1)。

• 排序器負責將交易排序成組。它們接收無序交易,在鏈外處理成組,生成壓縮的有序交易。

• Rollup 其實不需要排序器;這只是爲了給用戶帶來更好體驗的設計選擇。目前主要的 L2 rollup 項目都發現運行中心化排序器更方便、更便宜、更用戶友好。

• 排序器可能審查交易、提取 MEV,並導致單點故障風險。

• 解決方案是共享、去中心化排序器。這不僅解決了審查、MEV 提取和有效性等問題,還引入了跨 rollup 功能。Espresso、Astria 和 Radius 等項目正在開發創新的共享排序解決方案。

2. 簡介

隨着以太坊 L2 rollup 生態系統的普及,排序器這個常被忽視的方面變得越來越重要。排序器負責交易排序,可以提供更好的用戶體驗、更低的費用和更快的交易確認。然而,目前所有主要的以太坊 L2 都採用中心化排序器,這可能帶來交易審查、MEV 提取和單點故障等風險,與加密貨幣的精神相悖。

雖然大多數 L2 項目都將排序器去中心化列入路線圖,但尚未達成真正的共識。本報告將詳細研究排序器的作用和以太坊 rollup 空間的現狀,探討正在開發解決方案的項目,特別是去中心化的共享排序網路。我們將介紹這些項目及其解決方案的特點,並思考這對以太坊 L2 rollup 領域的未來發展意味着什麼。

3. 什麼是排序器?

區塊鏈是一個由帶時間戳的交易數據組成的分布式帳本。這些交易數據最初是無序的,經過排序後組織成區塊並執行,創建區塊鏈的新狀態。對於像以太坊這樣的 L1 區塊鏈,交易排序發生在以太坊基礎層本身。

在以太坊最流行的擴展方案 L2 rollup 中,交易排序成爲一個日益嚴重的問題。Rollup 爲用戶提供安全的廉價交易場所,爲用戶提供執行層,然後將交易數據提交給上級 L1。提交給 L1 的單批交易通常包含數百或數千個壓縮的 L2 交易,從而降低了向 L1 發送數據的成本。

在 L2 rollup 中,排序器負責將交易排序成組。它們接收無序交易,在鏈外處理成組,生成壓縮的有序交易。這些交易可被放入區塊並發送到父 L1。排序器還向用戶提供軟確認,作爲近乎即時的收據。

爲什麼 Rollup 要使用排序器,爲什麼它是一個問題?

排序器的主要目標是改善用戶體驗。使用排序器進行 L2 交易類似於"快車道",可以降低費用並加快交易確認。排序器可以將成百上千筆 L2 交易壓縮成單筆 L1 交易,從而節省 gas 費。此外,排序器提供的軟確認使 rollup 交易能夠快速確認。

重要的是要記住,rollup 並不需要排序器;這只是爲了更好的用戶體驗而做出的設計選擇。rollup 也可以使用 L1 進行排序,但這可能效率低下且昂貴。因此,迄今爲止所有主要的 L2 rollup 項目都選擇運行中心化排序器。

由於排序器控制交易排序,它們可能審查交易、提取 MEV,並導致單點故障風險。如果只有一個排序器,這些風險會更大。多排序器設置可以降低這些風險。

MEV 的相關性

MEV 指的是從區塊生產中獲得的超出採礦獎勵和 gas 費的價值。它通過操縱區塊內的交易順序來提取。由於排序器可以了解鏈外的所有用戶交易,許多用戶擔心它們可能提取 MEV。即使沒有這些顧慮,中心化排序器也會影響協議的去中心化程度。

排序器市場現狀

目前所有主要的以太坊 L2 都依賴中心化排序器。雖然大多數項目都將排序器去中心化列入路線圖,但尚未取得實質性進展。這可能是因爲在競爭激烈的環境中,優先考慮去中心化並不符合公司的最佳利益。然而,隨着網路的成熟,人們的討論正迅速轉向排序器去中心化和提高可信度。

其他問題

關於依賴中心化排序器的風險程度存在一些討論。排序器最終無法完全審查用戶,因爲用戶可以直接向 L1 提交交易。然而,排序器重新排序交易以提取 MEV 仍是一個問題。

也許更大的問題在於有效性。如果唯一的中心化排序器出現問題,整個 rollup 都會受到影響。鑑於加密貨幣的基本理念之一是防止依賴唯一的中心化提供商,排序器去中心化顯然是一個亟待解決的重要問題。

4. 解決方案:去中心化共享排序器

概述

新的解決方案是去中心化共享排序器。它們旨在爲多個 rollup 提供排序服務,緩解 MEV 提取問題,提供抗審查能力,並提高 rollup 的有效性保證。共享排序器還可以爲 rollup 提供去中心化即服務,並啓用跨 rollup 可組合性。

Espresso

Espresso Systems 正在構建一個去中心化共享排序網路,旨在去中心化 rollup,同時提供安全、高吞吐量、低延遲的交易訂單和數據可用性。

它的核心是 HotShot 共識協議,這是一個開放的、無權限的協議,可以實現高吞吐量和快速最終性。Espresso 試圖通過使用以太坊現有的驗證器集來實現以太坊級別的安全性。

Espresso 還使用 Tiramisu 數據可用性解決方案來提供高效的數據恢復和快速數據傳播。

最近,Espresso 宣布了與多個項目的合作,包括 EigenLayer、Polygon zkEVM、Injective、AltLayer、Caldera 和 Spire。他們還發布了 Americano 和 Doppio 測試網。

Astria

Astria 正在建立一個共享排序器網路,同時開發 Astria EVM。他們的網路允許多個 rollup 共享一個單一、無權限、去中心化的排序器網路。

Astria 的網路是一個中間件區塊鏈,使用 CometBFT 就一組有序交易達成共識。它接受來自多個 rollup 的交易,將它們排序爲一個區塊並寫入數據可用性層。

Astria EVM 將是首個由 Astria 網路驅動的 rollup。它將專注於執行,使用 Astria 的共享排序器進行排序,使用 Celestia 進行數據可用性。

最近,Astria 發布了其開發集羣,包含在其網路上啓動 rollup 所需的所有組件。

Radius

Radius 正在構建一個無信任的共享排序層,使用加密技術來去中心化排序器、防止審查並最小化有害的 MEV。

他們使用加密內存池來實現目標。用戶交易在提交後被加密,排序器無法看到交易內容,從而防止 MEV 提取或審查。

Radius 還提出了一種優化的區塊空間設計,創建一個以拍賣爲基礎的市場,讓交易者提交成捆的跨 rollup MEV 交易。

5. 展望

現有的 L2 rollup 面臨三個選擇:

1. 繼續使用唯一的中心化排序器
2. 與第三方共享排序網路整合
3. 開發內部專有解決方案

每種選擇都有其優缺點。隨着 L2 的規模和交易量不斷增長,圍繞中心化和互操作性的問題將持續發酵。我們預計,一些公司會選擇與第三方排序器網路集成,而其他公司會選擇開發自己的內部解決方案。無論如何,這都是一個需要密切關注的重要方面。

6. 結語

去中心化和 rollup 互操作性是共享排序器的兩個關鍵驅動因素。去中心化對於加密貨幣的理念和實際運作都至關重要。互操作性對於實現以 rollup 爲中心的未來願景也很重要。

未來肯定會面臨挑戰,一些大公司可能傾向於創建自己的專有解決方案。共享排序網路需要通過經濟機制解決價值累積和收入分配問題。

這個話題在未來幾個月將繼續升溫,rollup 領域和共享排序器領域可能會有更多參與者加入。觀察不同項目的選擇將會非常有趣。我們期待密切關注這一發展。