Daripada teori kepada amalan: Bolehkah Rollup Berasaskan melaksanakan penyelesaian Rollup didorong jenis L1?

Pengarang: YBB Capital Researcher Ac-Core

Kata Pengantar:

Prinsip kerja Ethereum ialah setiap nod menyimpan dan melaksanakan setiap transaksi yang diserahkan oleh pengguna Untuk mengembangkan keseluruhan rangkaian, Ethereum menggunakan penyelesaian Rollup. Ringkasnya, ia menggerakkan sebahagian besar pemprosesan transaksi di luar rantaian (L2), dengan itu mengurangkan beban pada rangkaian utama Ethereum (L1) dan mengurangkan yuran transaksi, iaitu Rollup = satu set kontrak pintar L1 + nod rangkaian L2, iaitu kontrak Pintar dalam rantaian dan pengagregat luar rantaian, yang bergantung pada Ethereum sendiri untuk penyelesaian, konsensus dan ketersediaan datanya sendiri, hanya bertanggungjawab untuk melaksanakan transaksi. Nod rangkaian L2 terdiri daripada berbilang bahagian, yang paling penting ialah penjujukan, tetapi pada masa ini penjujukan Rollup menghadapi masalah pemusatan.

Rollup and Sequencer

Rollup ialah penyelesaian penskalaan untuk Ethereum (L1) yang melaksanakan transaksi luar rantaian, transaksi pembungkusan dalam blok. Untuk setiap blok, Rollup menerbitkan data yang diperlukan untuk membina semula keadaan rantaian (sebagai sumber ketersediaan data) ke lapisan ketersediaan data dan menerbitkan bukti ketepatan pelaksanaan luar rantaian ke lapisan penyelesaian (terdapat dua jenis Rollup, dalam Dalam kes rollup ZK, bukti pengetahuan sifar dikeluarkan untuk setiap blok dalam kes rollup Optimis, bukti penipuan hanya dikeluarkan apabila pertikaian berlaku selepas EIP-4844, apabila penerbitan data bertukar kepada gumpalan , Lapisan ini mungkin dipanggil "lapisan penerbitan data". Antaranya, kontrak pintar Rollup mengesahkan bukti yang dikeluarkan pada L1, dan setiap Rollup akan mempunyai satu atau lebih jambatan untuk merealisasikan penghantaran data antara rantaian serta deposit dan pengeluaran.

Dalam logik pelaksanaan Rollup, penjujukan adalah komponen utama Ia bertanggungjawab terutamanya untuk menerima permintaan transaksi pada L2, menentukan perintah pelaksanaan mereka, membungkus transaksi ke dalam kelompok (Batch), dan akhirnya menghantarnya ke L1 pintar kontrak memainkan peranan penting dalam meningkatkan kecekapan pemprosesan transaksi dan mengurangkan kos.

Fungsi dan prinsip kerja penyusun terutamanya merangkumi empat bahagian.

1. Terima transaksi: Penurut menerima permintaan transaksi daripada pengguna atau aplikasi. Urus niaga ini mula-mula diproses pada L2 dan bukannya terus pada mainnet Ethereum

2 Urus niaga pengisihan: Penurut bertanggungjawab untuk mengisih transaksi yang diterima dan menentukan perintah pelaksanaannya. Proses ini serupa dengan apa yang dilakukan oleh pelombong Ethereum sebelum membungkus urus niaga ke dalam blok

3 Urus Niaga Berbungkus: Pek pengisih mengisih urus niaga ke dalam kelompok, yang mengandungi maklumat agregat daripada berbilang transaksi ;

4 Serahkan kepada L1: Akhirnya, penjujukan menyerahkan kumpulan urus niaga yang dibungkus ke mainnet Ethereum (L1), di mana penyelesaian dan penyimpanan data dilakukan. Dengan cara ini, L1 boleh mengesahkan dan menyimpan kemas kini keadaan pada L2.

Walaupun teknologi Rollup menyediakan penyelesaian penskalaan yang berkesan, masih terdapat beberapa masalah dalam reka bentuk dan pelaksanaan penjujukan oleh beberapa entiti, risiko intuitif adalah kekurangan ketelusan dan titik kegagalan tunggal.

Mengetepikan penjelasan tegar di atas, perbincangan mengenai penyelesaian penyusun terdesentralisasi L2, yang disebut dalam artikel YBB Capital sebelum ini, adalah sama ada penyelesaian L2 untuk menyusun staking nod kolam yang Metis buka terus kepada pasaran, atau penyelesaian L2 The Pelan espresso, projek bebas yang baru dilancarkan, pada asasnya adalah mengenai pengagihan "kek keuntungan" dan jangkaan ruang untuk spekulasi pasaran masa depan, minat dan kesahihan yang betul adalah kunci yang sukar dielakkan.

Latar belakang sejarah dan reka bentuk Rollup Berasaskan

图源：@drakefjustin

Konsep Rollup pertama kali dicadangkan oleh Vitalik Buterin, pengasas Ethereum Idea asalnya adalah untuk mencapai keadaan "Total Anarchy" untuk membenarkan sebarang pengembangan transaksi Tanpa Had untuk manusia. Menggabungkan masalah yang disebutkan di atas dengan pengisih semasa, pada tahun 2023 Penyelidik Ethereum: Justin Drake mencadangkan penyelesaian yang dipanggil Rollup Berasaskan di mana pengisih diuruskan oleh Ethereum L1 sendiri Kandungannya adalah seperti berikut (lihat pautan lanjutan 1 untuk sumber):

Definisi:

“Apabila susunan pengagregatan didorong oleh lapisan asas (L1), kami memanggilnya pengagregatan berasaskan L1 atau L1 Secara khusus, pengagregatan berasaskan L1 bermakna pencadang L1 seterusnya boleh sepadan dengan L1 pencari dan Builders bekerjasama untuk memasukkan blok Rollup seterusnya dalam blok L1 seterusnya tanpa kebenaran ”

Kelebihan:

• Liveness: Based Rollup menikmati jaminan keaktifan yang sama seperti L1. Sila ambil perhatian bahawa aktiviti Rollup bukan Berasaskan dengan Escape Hatches akan dikurangkan (Escape Hatches ialah mekanisme keselamatan dalam Rollup yang membolehkan pengguna mengekstrak aset dari L2 dengan selamat kembali ke master L1 apabila terdapat masalah dengan sistem Rollup. rantai. . Ia serupa dengan pintu keluar kecemasan);

  MEV berasaskan penapisan: Rollup dengan escape hatch terdedah kepada kesan MEV yang buruk daripada penapisan penjujukan jangka pendek semasa tamat masa

  Berisiko untuk kesan rangkaian: keluar beramai-ramai yang dicetuskan oleh kegagalan liveness sequencer (cth. untuk serangan 51% PoS pada decentralized; mekanisme pengisihan) akan memusnahkan kesan rangkaian Rollup. Ambil perhatian bahawa tidak seperti L1, Rollup tidak boleh menggunakan konsensus sosial untuk pulih dengan anggun daripada kegagalan liveness sequencer. Dalam semua reka bentuk Rollup bukan Berasaskan yang diketahui, keluar beramai-ramai ialah Sword of Damocles;

  Penalti Gas: Transaksi yang diselesaikan melalui pod melarikan diri sering dikenakan penalti Gas untuk pengguna mereka (mis. disebabkan urus niaga yang tidak dikemas dalam kumpulan) pemampatan data suboptimum).

  • Desentralisasi: Rollup Berdasarkan mewarisi desentralisasi L1 dan secara semula jadi menggunakan semula infrastruktur pencari-pembina-pencadang L1. Pencari dan pembina L1 diberi insentif untuk memasukkan blok rollup dalam blok L1 mereka untuk mengeluarkan MEV rollup. Ini seterusnya memberi insentif kepada pencadang blok L1 untuk membungkus blok rollup pada L1.

  • Kesederhanaan: Pengisihan Rollup Berdasarkan adalah yang paling mudah, malah lebih mudah daripada pengisihan berpusat. Rollup Berdasarkan tidak memerlukan pengesahan tandatangan pemesan, tiada penetasan melarikan diri dan tiada konsensus PoS luaran.

  Nota Sejarah: Pada Januari 2021, Vitalik memanggil penyelesaian berdasarkan pengisihan L1 sebagai "anarki lengkap", yang mempunyai risiko menyerahkan berbilang blok rollup pada masa yang sama, mengakibatkan pembaziran Gas dan beban kerja. Skim pemisahan pembina pencadang blok semasa (PBS) boleh mengawal pesanan L1 dengan ketat, dengan paling banyak satu blok gulung setiap blok L1, dan tiada sisa gas. Ini mengelakkan pembaziran kerja bukti rollup ZK apabila blok n+1 rollup (atau n+k untuk k >= 1) mengandungi bukti SNARK bagi blok n.

  • Kos: Rollup Berasaskan mempunyai overhed gas sifar - tidak perlu pun mengesahkan tandatangan daripada pesanan terpencar atau terpusat. Kesederhanaan Based Rollup mengurangkan kos pembangunan, memendekkan masa keluaran dan mengurangkan kawasan pendedahan untuk kelemahan kod. Pengisihan Rollup Berdasarkan juga bebas token, mengelakkan beban kawal selia penyusun berasaskan token.

  • Selaras dengan penjajaran ekonomi L1: MEV yang berasal daripada Based Rollup secara semula jadi mengalir ke L1 yang berasaskannya. Aliran ini mengukuhkan keselamatan ekonomi L1 dan, sekiranya berlaku kemusnahan MEV, meningkatkan kekurangan ekonomi token asli L1. Penyepaduan ekonomi yang kukuh dengan L1 ini boleh membantu membina kesahihan Rollup Berdasarkan. Yang penting, walaupun mengorbankan hasil MEV, Based Rollup mengekalkan pilihan untuk menjana hasil daripada caj kesesakan L2 (seperti caj asas L2 dalam bentuk EIP-1559).

  • Kedaulatan: Walaupun pengisihan diwakilkan kepada L1, Based Rollup mengekalkan kedaulatan. Rollup Berdasarkan boleh mempunyai token tadbir urus, mengenakan yuran asas dan hasil daripada yuran asas ini boleh digunakan apabila sesuai (mis. Optimisme membiayai barangan awam).

  Kelemahan:

  • Tiada pendapatan MEV: Rollup Berdasarkan menyerahkan MEV kepada L1, mengehadkan pendapatannya kepada yuran asas. Secara berlawanan dengan intuitif, ini boleh meningkatkan jumlah hasil Rollup Berdasarkan. Sebabnya ialah landskap rollup kelihatan seperti pemenang-ambil-semua, dengan rollup yang menang mungkin memanfaatkan keselamatan, desentralisasi, kesederhanaan dan konsistensi Rollup Berdasarkan untuk mencapai penguasaan dan akhirnya memaksimumkan hasil.

  • Pengisihan terkawal: Mewakilkan isihan kepada L1 mengurangkan fleksibiliti pengisihan. Ini menjadikan perkhidmatan pesanan tertentu lebih sukar dan mungkin mustahil untuk dicapai:

  • Pra-pengesahan: Pra-pengesahan yang cepat tidak menjadi masalah untuk pesanan berpusat dan boleh dicapai melalui konsensus PoS luaran. Prevalidasi pantas menggunakan pengisihan L1 ialah masalah terbuka dengan banyak arahan penyelidikan yang menjanjikan, termasuk EigenL, Senarai Kemasukan dan Bon Pembina.

  • Siapa dahulu dilayan (FCFS): Pengisihan FCFS gaya arbitrum tidak pasti sama ada ia boleh dilaksanakan pada Rollup Berdasarkan. EigenL mungkin menyediakan tindanan FCFS untuk Gulung Berasaskan Isih L1.

  Penamaan:

  "Based Rollup" Nama berasal dari jarak dekat dengan rantai asas (Base L1). Ini bercanggah dengan rantaian Pangkalan Coinbase yang diumumkan baru-baru ini, yang merupakan satu kebetulan yang indah. Malah, Coinbase berkongsi dua matlamat reka bentuk dalam pengumuman Pangkalan mereka:

  • Tokenlessness: "Kami tidak bercadang untuk mengeluarkan token rangkaian baharu

  • 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

Atas ialah kandungan terperinci Daripada teori kepada amalan: Bolehkah Rollup Berasaskan melaksanakan penyelesaian Rollup didorong jenis L1?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!