以太坊的 Rollup 是中心化的:探究去中心化排序器

1. 要点

• 交易排序已成为第二层(L2)领域一个日益严重的问题。L2 rollup 为用户提供执行层,然后将交易数据提交给上级第一层(L1)。

• 排序器负责将交易排序成组。它们接收无序交易,在链外处理成组,生成压缩的有序交易。

• Rollup 其实不需要排序器;这只是为了给用户带来更好体验的设计选择。目前主要的 L2 rollup 项目都发现运行中心化排序器更方便、更便宜、更用户友好。

• 排序器可能审查交易、提取 MEV,并导致单点故障风险。

• 解决方案是共享、去中心化排序器。这不仅解决了审查、MEV 提取和有效性等问题,还引入了跨 rollup 功能。Espresso、Astria 和 Radius 等项目正在开发创新的共享排序解决方案。

2. 简介

随着以太坊 L2 rollup 生态系统的普及,排序器这个常被忽视的方面变得越来越重要。排序器负责交易排序,可以提供更好的用户体验、更低的费用和更快的交易确认。然而,目前所有主要的以太坊 L2 都采用中心化排序器,这可能带来交易审查、MEV 提取和单点故障等风险,与加密货币的精神相悖。

虽然大多数 L2 项目都将排序器去中心化列入路线图,但尚未达成真正的共识。本报告将详细研究排序器的作用和以太坊 rollup 空间的现状,探讨正在开发解决方案的项目,特别是去中心化的共享排序网络。我们将介绍这些项目及其解决方案的特点,并思考这对以太坊 L2 rollup 领域的未来发展意味着什么。

3. 什么是排序器?

区块链是一个由带时间戳的交易数据组成的分布式账本。这些交易数据最初是无序的,经过排序后组织成区块并执行,创建区块链的新状态。对于像以太坊这样的 L1 区块链,交易排序发生在以太坊基础层本身。

在以太坊最流行的扩展方案 L2 rollup 中,交易排序成为一个日益严重的问题。Rollup 为用户提供安全的廉价交易场所,为用户提供执行层,然后将交易数据提交给上级 L1。提交给 L1 的单批交易通常包含数百或数千个压缩的 L2 交易,从而降低了向 L1 发送数据的成本。

在 L2 rollup 中,排序器负责将交易排序成组。它们接收无序交易,在链外处理成组,生成压缩的有序交易。这些交易可被放入区块并发送到父 L1。排序器还向用户提供软确认,作为近乎即时的收据。

为什么 Rollup 要使用排序器,为什么它是一个问题?

排序器的主要目标是改善用户体验。使用排序器进行 L2 交易类似于"快车道",可以降低费用并加快交易确认。排序器可以将成百上千笔 L2 交易压缩成单笔 L1 交易,从而节省 gas 费。此外,排序器提供的软确认使 rollup 交易能够快速确认。

重要的是要记住,rollup 并不需要排序器;这只是为了更好的用户体验而做出的设计选择。rollup 也可以使用 L1 进行排序,但这可能效率低下且昂贵。因此,迄今为止所有主要的 L2 rollup 项目都选择运行中心化排序器。

由于排序器控制交易排序,它们可能审查交易、提取 MEV,并导致单点故障风险。如果只有一个排序器,这些风险会更大。多排序器设置可以降低这些风险。

MEV 的相关性

MEV 指的是从区块生产中获得的超出采矿奖励和 gas 费的价值。它通过操纵区块内的交易顺序来提取。由于排序器可以了解链外的所有用户交易,许多用户担心它们可能提取 MEV。即使没有这些顾虑,中心化排序器也会影响协议的去中心化程度。

排序器市场现状

目前所有主要的以太坊 L2 都依赖中心化排序器。虽然大多数项目都将排序器去中心化列入路线图,但尚未取得实质性进展。这可能是因为在竞争激烈的环境中,优先考虑去中心化并不符合公司的最佳利益。然而,随着网络的成熟,人们的讨论正迅速转向排序器去中心化和提高可信度。

其他问题

关于依赖中心化排序器的风险程度存在一些讨论。排序器最终无法完全审查用户,因为用户可以直接向 L1 提交交易。然而,排序器重新排序交易以提取 MEV 仍是一个问题。

也许更大的问题在于有效性。如果唯一的中心化排序器出现问题,整个 rollup 都会受到影响。鉴于加密货币的基本理念之一是防止依赖唯一的中心化提供商,排序器去中心化显然是一个亟待解决的重要问题。

4. 解决方案:去中心化共享排序器

概述

新的解决方案是去中心化共享排序器。它们旨在为多个 rollup 提供排序服务,缓解 MEV 提取问题,提供抗审查能力,并提高 rollup 的有效性保证。共享排序器还可以为 rollup 提供去中心化即服务,并启用跨 rollup 可组合性。

Espresso

Espresso Systems 正在构建一个去中心化共享排序网络,旨在去中心化 rollup,同时提供安全、高吞吐量、低延迟的交易订单和数据可用性。

它的核心是 HotShot 共识协议,这是一个开放的、无权限的协议,可以实现高吞吐量和快速最终性。Espresso 试图通过使用以太坊现有的验证器集来实现以太坊级别的安全性。

Espresso 还使用 Tiramisu 数据可用性解决方案来提供高效的数据恢复和快速数据传播。

最近,Espresso 宣布了与多个项目的合作,包括 EigenLayer、Polygon zkEVM、Injective、AltLayer、Caldera 和 Spire。他们还发布了 Americano 和 Doppio 测试网。

Astria

Astria 正在建立一个共享排序器网络,同时开发 Astria EVM。他们的网络允许多个 rollup 共享一个单一、无权限、去中心化的排序器网络。

Astria 的网络是一个中间件区块链,使用 CometBFT 就一组有序交易达成共识。它接受来自多个 rollup 的交易,将它们排序为一个区块并写入数据可用性层。

Astria EVM 将是首个由 Astria 网络驱动的 rollup。它将专注于执行,使用 Astria 的共享排序器进行排序,使用 Celestia 进行数据可用性。

最近,Astria 发布了其开发集群,包含在其网络上启动 rollup 所需的所有组件。

Radius

Radius 正在构建一个无信任的共享排序层,使用加密技术来去中心化排序器、防止审查并最小化有害的 MEV。

他们使用加密内存池来实现目标。用户交易在提交后被加密,排序器无法看到交易内容,从而防止 MEV 提取或审查。

Radius 还提出了一种优化的区块空间设计,创建一个以拍卖为基础的市场,让交易者提交成捆的跨 rollup MEV 交易。

5. 展望

现有的 L2 rollup 面临三个选择:

1. 继续使用唯一的中心化排序器
2. 与第三方共享排序网络整合
3. 开发内部专有解决方案

每种选择都有其优缺点。随着 L2 的规模和交易量不断增长,围绕中心化和互操作性的问题将持续发酵。我们预计,一些公司会选择与第三方排序器网络集成,而其他公司会选择开发自己的内部解决方案。无论如何,这都是一个需要密切关注的重要方面。

6. 结语

去中心化和 rollup 互操作性是共享排序器的两个关键驱动因素。去中心化对于加密货币的理念和实际运作都至关重要。互操作性对于实现以 rollup 为中心的未来愿景也很重要。

未来肯定会面临挑战,一些大公司可能倾向于创建自己的专有解决方案。共享排序网络需要通过经济机制解决价值累积和收入分配问题。

这个话题在未来几个月将继续升温,rollup 领域和共享排序器领域可能会有更多参与者加入。观察不同项目的选择将会非常有趣。我们期待密切关注这一发展。