Передмова

Ethereum працює на принципі того, що кожен вузол зберігає та виконує кожну транзакцію, надіслану користувачами. Щоб масштабувати весь мережу, Ethereum використовує рішення Rollup. Просто кажучи, воно переносить більшість обробки транзакцій поза ланцюжок (L2), тим самим зменшуючи навантаження на головний ланцюжок Ethereum (L1) та знижуючи комісії за транзакції. Rollup = набір розумних контрактів на L1 + мережа вузлів на L2, яка включає в себе як on-chain розумні контракти, так і оффчейн-агрегатори. Воно покладається на Ethereum для розрахунків, консенсусу та доступності даних, тоді як відповідальне лише за виконання транзакцій. Вузли мережі L2 складаються з кількох частин, найважливішою з яких є послідовник. Однак наразі послідовники Rollups стикаються з проблемами централізації.

Rollup та Sequencer

Rollup - це рішення для масштабування Ethereum (L1), яке виконує транзакції поза ланцюжком та упаковує їх у блоки. Для кожного блоку Rollup публікує дані, необхідні для відтворення стану ланцюжка (як джерело доступності даних) на рівень доступності даних та публікує докази правильності виконання поза ланцюжкових операцій на рівень поселення. Rollup має два типи: у випадку ZK-rollup з кожним блоком публікується доказ умови нульового знання, тоді як у випадку Оптимістичного rollup доказ про шахрайство публікується лише тоді, коли виникає суперечка. Після EIP-4844, коли публікація даних переходить до блобів, цей рівень може бути відомий як «рівень публікації даних». Розумні контракти Rollup на L1 перевіряють публіковані докази. У кожному Rollup є один або кілька мостів для забезпечення передачі даних між ланцюжками, а також депозитів та виведення коштів.

У логіці впровадження Rollup послідовник є ключовим компонентом, відповідальним за отримання запитів на транзакції на рівні L2, визначення їх порядку виконання та упакування транзакцій у партії, які в кінцевому рахунку надсилаються у розумний контракт Rollup на рівні L1. Це відіграє важливу роль у покращенні ефективності обробки транзакцій та зменшенні витрат.

Функціональність та принципи роботи секвенсора можна узагальнити до чотирьох основних частин:

1. Отримання транзакцій: Послідовник отримує запити на транзакції від користувачів або додатків. Ці транзакції обробляються спочатку на L2, а не безпосередньо на головній мережі Ethereum.
2. Порядок транзакцій: Секвенсор відповідає за впорядкування отриманих транзакцій, визначаючи їх послідовність виконання. Цей процес схожий на те, що роблять майнери Ethereum перед упаковкою транзакцій в блоки.
3. Упаковка транзакцій: послідовник упаковує впорядковані транзакції в партії, що містять узагальнену інформацію про кілька транзакцій.
4. Надсилання до L1: Нарешті, послідовник надсилає упаковані партії транзакцій на головну мережу Ethereum (L1) для вирішення та зберігання даних. Це дозволяє L1 перевірити та зберегти оновлення стану з L2.

Хоча технологія Rollup надає ефективне рішення для масштабування, все ще існують певні проблеми в проектуванні та впровадженні послідовників, перш за все - проблема централізації. Більшість проектів Rollup наразі ґрунтуються на централізованих послідовниках, які, як правило, контролюються однією сутністю або кількома сутностями, що створює очевидні ризики відсутності прозорості та однієї точки відмови.

Нехай відкладемо жорсткі пояснення вище, обговорення децентралізованих рішень для послідовного L2, як згадувалося в попередніх статтях YBB Capital, чи то це рішення L2 від Metis, яке безпосередньо відкриває стейкінг вузлів пулу послідовників на ринок, чи то незалежний проєкт Espresso, їх суть полягає в розподілі "прибуткового пирога" послідовності та очікуваннях на майбутній ринок. Тому інтерес та ортодоксальна вірність - це невідворотні ключові пункти.

Історичне тло та дизайн Based Rollup

Джерело зображення: @drakefjustin

Концепцію Rollup вперше запропонував засновник Ethereum Віталік Бутерін, який спочатку уявляв досягнення абсолютно необмеженого стану "Тотальна Анархія" для можливості необмеженого розширення транзакцій. З огляду на поточні проблеми з послідовниками, в 2023 році дослідник Ethereum Джастін Дрейк запропонував рішення під назвою Based Rollups, де послідовники управляються самим Ethereum L1. Подробиці наведено нижче (джерело: див. посилання на розширення 1):

Визначення:

«Коли послідовність Rollup контролюється базовим шаром (L1), ми називаємо її послідовністю Rollup, контрольованою L1 або керованою L1. Зокрема, Rollup, контрольований L1, означає, що наступний пропозер L1 може працювати без дозволу з пошукачами та будівельниками L1, щоб включити наступний блок Rollup у наступний блок L1.»

Переваги:

Живість: Based Rollup користується тими ж гарантіями живості, що і L1. Зверніть увагу, що не-Based Rollups із виходами для втечі мають зменшену живість (виходи для втечі - це захисний механізм у Rollups, який дозволяє користувачам безпечно виводити активи з L2 назад на головний ланцюг L1 у випадку проблем з системою Rollup. Це схоже на аварійний вихід).

Слабкі гарантії розрахунків: угоди через виходи повинні чекати певного періоду часу, перш ніж розрахунок буде гарантований.

MEV від Цензури: Rollups з виходами для втечі вразливі до негативних наслідків MEV від цензури короткострокового послідовника під час періоду тайм-ауту.

Ризики мережевих ефектів: масові виходи, спричинені відмовами вибіркової живості (наприклад, 51% атака на децентралізовані механізми послідовного упорядкування PoS), нарушать мережеві ефекти Rollup. Зверніть увагу, що, на відміну від L1, Rollup не може елегантно відновитися від відмов вибіркової живості за допомогою соціальної згоди. У всіх відомих не-Base Rollup-дизайнах масові виходи є мечем Дамокла.

Штраф за газ: Угоди, укладені через вихідні ворота, зазвичай супроводжуються штрафом за газ для користувачів (наприклад, через неоптимальне стиснення даних від небачених транзакцій).

Децентралізація: Основний Rollup успадковує децентралізацію L1, природно використовуючи інфраструктуру L1 пошуківця-будівельника-пропонента. Пошуковці та будівельники L1 мають стимули включати блоки Rollup у свої блоки L1 для видобутку MEV Rollup. Це, в свою чергу, стимулює пропонентів блоків L1 упаковувати блоки Rollup на L1.

Простота: Послідовність на основі Rollup є найпростішою, навіть простішою, ніж централізована послідовність. Rollup на основі не вимагає перевірки підписів послідовника, виходних виходів або зовнішньої згоди PoS.

Історична примітка: У січні 2021 року Віталік звернувся до послідовності на основі L1, як 'Total Anarchy,' що мала ризик подання кількох блоків Rollup одночасно, що призвело до втрат газу та робочого навантаження. Поточна схема розділення Proposer-Builder (PBS) може строго контролювати послідовність L1, дозволяючи вставити максимум один блок Rollup на один блок L1, і без втрат газу. Коли блок n+1 Rollup (або для k >= 1, n+k) включає доказ SNARK блоку n, можна уникнути втрати доказів ZK-rollup.

Вартість: Накладні витрати на газ Based Rollup дорівнюють нулю - навіть не потрібно перевіряти підписи від децентралізованих або централізованих послідовників. Простота Based Rollup зменшує витрати на розробку, скорочує строки випуску та мінімізує ризик вразливостей коду. Секвенціювання Based Rollup також не має токенів, уникнення регуляторних обтяжень, пов'язаних з токенованими послідовниками.

L1 Економічне узгодження: MEV, отриманий від Based Rollup, природно потрапляє на його базовий L1. Цей потік посилює економічну безпеку L1 і, у випадку спалювання MEV, збільшує економічну дефіцитність L1 власних токенів. Це тісне економічне узгодження з L1 може допомогти збудувати легітимність Based Rollup. Важливо, незважаючи на жертвування доходами MEV, Based Rollup зберігає можливість заробляти доходи від комісій за заторами L2 (наприклад, у формі базових комісій EIP-1559).

Суверенітет: Незважаючи на делегування послідовності до L1, Based Rollup зберігає суверенітет. Based Rollup може мати токен управління, стягувати базові комісії, і використовувати дохід від цих базових комісій належним чином (наприклад, Optimism фінансує громадські блага).

Недоліки:

Відсутність доходів від MEV: Based Rollup відмовляється від MEV до L1, обмежуючи свій дохід базовими комісіями. Парадоксально, це може збільшити загальний дохід Based Rollup. Причина в тому, що ландшафт Rollup здається бути таким, де перемагає лише кращий, де успішний Rollup може використовувати безпеку, децентралізацію, простоту та послідовність Based Rollup для досягнення домінування і в кінцевому підсумку максимізувати дохід.

Обмежене планування: Делегування планування до L1 зменшує гнучкість планування. Це робить деякі послуги планування більш складними або навіть неможливими:

Попередня підтвердження: Швидке попереднє підтвердження не є проблемою для централізованої послідовності та може бути досягнуто за допомогою зовнішнього PoS консенсусу. Використання L1 послідовності для швидкого попереднього підтвердження є відкритим питанням, з багатьма перспективними дослідницькими напрямками, включаючи EigenL, Списки включення та Builder Bonds.

Спочатку прийшов, перший обслужений (FCFS): Невідомо, чи може бути реалізований порядок виконання FCFS у стилі Arbitrum на основі Rollup. EigenL може надати накладку FCFS для L1-послідовного Based Rollup.

Найменування:

Назва «Based Rollup» походить від її близькості до базового ланцюжка (Base L1). Це випадково конфліктує з недавнім оголошенням Coinbase про базовий ланцюжок. Цікаво, що в оголошенні Coinbase про базу було поділено дві цілі проектування.

Відсутність токенів: "У нас немає планів видавати новий мережевий токен." Децентралізація: "Ми плануємо поступово децентралізувати блокчейн з часом."

Base може досягти відсутності токенів децентралізації, ставши Based Rollup.

Джерело зображення: @jchaskin22

Узагальнюючи, Based Rollup дозволяє будь-кому масштабувати блоки Rollup, публікуючи послідовні зміни стану транзакцій на L1 для видобутку MEV з L2, з усім упорядкуванням та безпекою, наданими Ethereum L1. Цей підхід уникне потреби у зовнішній згоді PoS та конкретних токенах Rollup. У порівнянні з іншими Rollups, які потребують суттєвої функції «аварійного виходу» для захисту активів, візія Based Rollup усуває цю потребу, забезпечуючи плавне завершення транзакцій на Rollup, поки Ethereum продовжує безпечно працювати.

На основі Rollup та Taiko Labs

Джерело зображення: Офіційний веб-сайт Taiko

Taiko Labs - головна команда, яка розробляє та просуває Based Rollup, рішення для масштабування Ethereum Layer 2. Їхня візія - вирішити проблеми масштабованості головної мережі Ethereum за допомогою інноваційних технологій, таких як Based Rollup. У Taiko Labs є три основні функції:

1. Повністю еквівалентний Ethereum (тип 1) ZK-EVM: Використовуючи тип 1 zkEVM, який пропонує повну сумісність з Ethereum, розробники можуть безперешкодно мігрувати децентралізовані додатки (dApps) між Ethereum та Taiko, не турбуючись про невдачі виконання розумних контрактів.
2. Відкритий код: Весь вихідний код Taiko доступний на GitHub, що дозволяє будь-кому переглядати, будувати або змінювати його. Цей відкритий підхід забезпечує, що розробка технології блокчейну не обмежується невеликою командою, а включає внесок з глобальної спільноти розробників.
3. Повністю децентралізований: Крім забезпечення високої сумісності з EVM, Taiko прагне досягти повної децентралізації. Taiko планує подавати блоки та генерувати zkPs через децентралізованих пропонентів та валідаторів, забезпечуючи децентралізований характер протоколу.

Taiko має на меті побудувати повністю еквівалентний Ethereum Type 1 ZK-EVM, як зазначено Віталіком Бутеріном у “The different types of ZK-EVMs” (див. Посилання на розширення 2). Ця прагнення до повної та некомпромісної еквівалентності з Ethereum має на меті повну сумісність для перевірки блоків Ethereum (принаймні, шар виконання, виключаючи консенсус ланцюжок-маяк, але включаючи всі транзакції, смарт-контракти та логіку рахунку без заміни хешу, дерев стану/транзакцій та іншої логіки консенсусу). Тому, порівняно з іншими типами, Type 1 є найбільш складним і викликає найбільші труднощі у підході до вихідного рішення.

Джерело зображення: Віталік Бутерін: «Різні типи ZK-EVMs»

Інші основні структури:

Base Competitive Rollup (BCR)

Базовий конкурентний Rollup є інноваційним рішенням для масштабування блокчейну, розробленим Taiko Labs. BCR спрямований на покращення ефективності та безпеки Rollup за допомогою конкурентного механізму, що дозволяє різним учасникам вільно конкурувати у поданні блоків та генерації доказів, тим самим підвищуючи загальну продуктивність та децентралізацію мережі.

Особливості:

1. Відкрита конкуренція: дозволяє будь-якому відповідному учаснику брати участь у поданні блоків та генерації доказів. Цей відкритий механізм зменшує централізований контроль та підвищує децентралізацію мережі. Конкурентам надається стимул надавати кращі послуги для отримання винагород та комісій за транзакції.
2. Ефективне масштабування: Ефективно покращує ефективність генерації та верифікації блоків. Кілька конкурентів можуть працювати паралельно, уникнути однойменних точок відмов та підвищити швидкість обробки транзакцій та масштабованість мережі.
3. Безпека: Завдяки багатосторонньому конкурентному механізму покращується стійкість системи до атак. Блоки та докази, згенеровані кількома сторонами, збільшують прозорість та безпеку системи, ускладнюючи контроль або атаки однієї сторони.

Переваги:

1. Сумісність EVM: BCR повністю сумісний з віртуальною машиною Ethereum (EVM), що дозволяє існуючим розумним контрактам та додаткам Ethereum легко мігрувати до BCR без значних модифікацій.
2. Висока пропускна здатність: оскільки BCR може обробляти транзакції та генерувати блоки паралельно, пропускна здатність мережі значно збільшується, здатна обробляти вищі обсяги транзакцій, знижуючи витрати та затримки у виконанні транзакцій.
3. Децентралізація: Децентралізоване блок-генерація та механізм доведення гарантують децентралізацію мережі, зменшуючи ризик контролю централізованими суб'єктами.

Недоліки:

1. Збільшена складність: Складність системи вимагає використання високоінтелектуальних алгоритмів та протоколів для координації генерації та верифікації блоків серед кількох конкурентів. Смарт-контракти можуть потребувати додаткової логіки для обробки конкурентних результатів.
2. Можливі проблеми: У конкурентному механізмі BCR кілька конкурентів, які обчислюють і одночасно подають блоки, може призвести до збільшення комісій. Користувачі можуть стикатися з вищими витратами на транзакції, особливо під час зайнятого чи висококонкурентного періоду. Крім того, ресурсоміцні великі вузли можуть домінувати в конкуренції, що призводить до централізації.

BBR (Based Booster Rollup)

У BBR Бустер - це спеціальний учасник, відповідальний за оптимізацію пакетів транзакцій, стискання даних транзакцій та обробку кількох пакетів транзакцій паралельно. Його основна функція - відокремити виконання та зберігання, забезпечуючи тим часом, що L2 відповідає за виконання, L1 залишається децентралізованим, а адреси розумних контрактів залишаються однаковими як на L1, так і на всіх BBRs.

Однак BBR стикається з викликами, такими як збільшена складність системи, споживання ресурсів та потенційна централізація. Майбутні розвитки будуть потребувати подальшої оптимізації та розширення для відповіді на зростаючі вимоги технології блокчейн.

Джерело зображення: Taiko Labs

Висновок

На даний момент, Based Rollup представляє значний зсув у методах масштабування Ethereum Layer 2. Він делегує впорядкування Rollup безпосередньо до Layer 1 пропонентів, використовуючи дизайн розділення пропонент-білдер. Це дозволяє Layer 1 виконувати всі ролі впорядкування для Rollup. Одночасно він розширює MEV, дозволяючи L2 пошуковикам пакувати транзакції та надсилати їх L2 білдерам, які також є L1 пошуковиками. Ці повні L2 блоки потім стають частиною L1 блоків, що в кінцевому підсумку обробляються L1 білдерами та головною мережею Ethereum.

Поки залишається невідомо, чи можна вважати Based Rollup остаточним рішенням для Rollups, воно неоспоримо представляє собою значний інноваційний крок в масштабуванні Ethereum Layer 2, забезпечуючи більш безпечне та децентралізоване рішення. Якщо ми застосуємо той самий підхід до екосистеми Bitcoin, досягнення нативної та децентралізованої віртуальної машини з розширюваністю Ethereum безумовно буде складним завданням. У всій галузі ще довго йти вирішення проблеми справжнього децентралізованого масштабування.

Відмова:

1. Ця стаття розміщена з [YBB Capital]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Ac-Core]. Якщо є зауваження до цього повторного надруку, будь ласка, зв'яжіться з Gate Навчатисякоманда, і вони оперативно цим займуться.
2. Відповідальність за відмову: Погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору і не становлять жодної інвестиційної поради.
3. Переклади статті на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не зазначено інше, копіювання, поширення або плагіатування перекладених статей заборонені.