Предисловие

Ethereum работает на принципе того, что каждый узел хранит и выполняет каждую транзакцию, отправленную пользователями. Чтобы масштабировать весь сетевой ресурс, Ethereum приняла решение в пользу решения Rollup. Простыми словами, это перемещает большую часть обработки транзакций за пределы цепи (L2), тем самым снижая нагрузку на основную цепь Ethereum (L1) и уменьшая комиссии за транзакции. Rollup = набор смарт-контрактов на L1 + сеть узлов на L2, которая включает как цепные смарт-контракты, так и внеланцевых агрегаторов. Он полагается на Ethereum для расчетов, консенсуса и доступности данных, в то время как сам отвечает только за выполнение транзакций. Узлы сети L2 состоят из нескольких частей, наиболее важной из которых является последователь. Однако в настоящее время существуют проблемы централизации у последователей Rollups.

Rollup и Sequencer

Rollup — это решение для масштабирования Ethereum (L1), которое выполняет транзакции вне блокчейна и упаковывает их в блоки. Для каждого блока Rollup публикует данные, необходимые для восстановления состояния цепочки (как источника доступности данных), на уровне доступности данных и публикует доказательства корректности выполнения вне цепочки на уровне расчетов. Роллапы бывают двух типов: в случае ZK-роллапа доказательство с нулевым разглашением публикуется с каждым блоком, тогда как в случае с оптимистичным роллапом доказательство мошенничества публикуется только при возникновении спора. После EIP-4844, когда публикация данных переключается на большие двоичные объекты, этот уровень может называться «уровнем публикации данных». Смарт-контракты Rollup на L1 проверяют опубликованные доказательства. Каждый роллап имеет один или несколько мостов для передачи данных между цепочками, а также для ввода и снятия средств.

В логике реализации Rollup секвенсор является ключевым компонентом, ответственным за получение запросов на транзакции на L2, определение порядка их выполнения и упаковку транзакций в пакеты, которые в конечном итоге отправляются на умный контракт Rollup на L1. Это играет решающую роль в улучшении эффективности обработки транзакций и снижении затрат.

Функциональность и принципы работы секвенсора можно свести к четырем основным частям:

1. Получение транзакций: Секвенсор получает запросы на транзакции от пользователей или приложений. Эти транзакции обрабатываются сначала на L2, а не непосредственно на основной сети Ethereum.
2. Упорядочение транзакций: последователь отвечает за упорядочение полученных транзакций, определение их последовательности выполнения. Этот процесс аналогичен тому, что делают майнеры Ethereum перед упаковкой транзакций в блоки.
3. Упаковка транзакций: последователь упаковывает упорядоченные транзакции в пакеты, которые содержат краткую информацию о нескольких транзакциях.
4. Отправка на L1: Наконец, последователь отправляет упакованные пакеты транзакций на основную сеть Ethereum (L1) для расчетов и хранения данных. Это позволяет L1 проверить и сохранить обновления состояния с L2.

Хотя технология Rollup обеспечивает эффективное решение масштабирования, в проектировании и реализации последователей все еще есть некоторые проблемы, главной из которых является проблема централизации. Большинство проектов Rollup в настоящее время полагаются на централизованных последователей, обычно контролируемых одним субъектом или несколькими субъектами, что создает очевидные риски отсутствия прозрачности и единой точки отказа.

Отложив столь же жесткие объяснения выше, обсуждения децентрализованных решений по последовательности для L2, упомянутые в предыдущих статьях YBB Capital, будь то решение L2 Metis, которое напрямую открывает стейкинг узлов пула последователей для рынка, или независимый проект Espresso, их суть заключается в распределении "пирога прибыли" от последовательности и ожиданиях будущего рынка. Поэтому интерес и ортодоксальная правильность являются неизбежными ключевыми моментами.

Исторический контекст и дизайн Based Rollup

Image Source: @drakefjustin

Концепция Rollup впервые была предложена основателем Ethereum Виталиком Бутериным, который изначально предполагал достижение полностью неограниченного состояния "Полного Анархии", чтобы позволить неограниченное расширение транзакций. Учитывая текущие проблемы с последователями, в 2023 году исследователь Ethereum Джастин Дрейк предложил решение под названием Based Rollups, в рамках которого последователи управляются самим Ethereum L1. Подробности приведены ниже (источник: см. ссылку на расширение 1):

Определение:

Когда порядок выполнения Rollup определяется базовым уровнем (L1), мы называем это упорядочивание Rollup на основе L1 или управляемым L1. Конкретно, Rollup на основе L1 означает, что следующий предлагающий L1 может без разрешения работать с поисковиками и строителями L1, чтобы включить следующий блок Rollup в следующий блок L1.

Преимущества:

Живучесть: Based Rollup обладает теми же гарантиями живучести, что и L1. Обратите внимание, что у не Based Rollups с аварийными люками уменьшается живучесть (аварийные люки - это механизм безопасности в Rollups, который позволяет пользователям безопасно выводить активы с L2 обратно на главную цепь L1 в случае проблем с системой Rollup. Это похоже на аварийный выход).

Слаботы Settlement Гарантии: Сделки через аварийные люки должны ждать тайм-аута, прежде чем гарантировано урегулирование.

MEV от Цензуры: Роллапы с аварийными люками уязвимы для негативных эффектов MEV от краткосрочной цензуры последователя во время периода тайм-аута.

Риски сетевых эффектов: массовые выходы, вызванные сбоями живости последователя (например, 51% атака на децентрализованные механизмы последования PoS), нарушат сетевые эффекты Rollup. Обратите внимание, что, в отличие от L1, Rollup не может элегантно восстановиться после сбоев живости последователя с помощью социального консенсуса. Во всех известных не-Based дизайнах Rollup массовые выходы - это меч Дамокла.

Штраф за газ: Транзакции, завершаемые через аварийные люки, обычно влекут штраф за газ для пользователей (например, из-за неоптимального сжатия данных от транзакций, не упакованных в пакеты).

Децентрализация: Based Rollup наследует децентрализацию L1, естественным образом повторно используя инфраструктуру поиска, создания и предложения L1. Поисковые системы и строители L1 стимулируются включать блоки Rollup в свои блоки L1 для извлечения MEV Rollup. Это, в свою очередь, стимулирует предложителей блоков L1 упаковывать блоки Rollup на L1.

Простота: Последовательность на основе Rollup является самой простой, даже проще, чем централизованная последовательность. Rollup на основе не требует проверки подписей последователей, аварийных выходов или внешнего согласования PoS.

Историческое примечание: В январе 2021 года Виталик назвал последовательность на основе L1 "Абсолютной Анархией", что создавало риск одновременной подачи нескольких блоков Rollup, что приводило к излишнему расходу газа и рабочей нагрузке. Текущая схема Разделения Предложителя-Строителя (PBS) строго контролирует последовательность L1, позволяя как минимум один блок Rollup на один блок L1, и без излишнего расхода газа. Когда блок n+1 Rollup (или для k >= 1, n+k) включает доказательство SNARK блока n, можно избежать излишних затрат на доказательства ZK-rollup.

Стоимость: Газовые накладные расходы Based Rollup равны нулю — даже не требуется проверка подписей от децентрализованных или централизованных последователей. Простота Based Rollup снижает затраты на разработку, сокращает сроки выпуска и минимизирует уязвимости кода. Последовательность Based Rollup также не требует токенов, избегая регуляторных бремен, связанных с токенами.

L1 Экономическая выравнивание: MEV, полученный из Based Rollup, естественным образом перетекает на его базовый L1. Этот поток укрепляет экономическую безопасность L1 и, в случае сжигания MEV, увеличивает экономическую дефицитность L1 местных токенов. Это тесное экономическое выравнивание с L1 может помочь укрепить легитимность Based Rollup. Важно отметить, что, несмотря на жертву доходов MEV, Based Rollup сохраняет возможность заработать доход от комиссий за загруженность L2 (например, в виде базовых комиссий EIP-1559).

Суверенитет: Несмотря на делегирование последовательности на L1, Based Rollup сохраняет суверенитет. У Based Rollup может быть токен управления, взимать базовые комиссии и использовать доходы от этих базовых комиссий по назначению (например, фонды Optimism общественные блага).

Недостатки:

Отсутствие доходов от MEV: Based Rollup отказывается от MEV в пользу L1, ограничивая свой доход базовыми комиссиями. Противоестественно, это может увеличить общий доход Based Rollup. Причина в том, что среда Rollup, кажется, является средой выживает сильнейший, где успешный Rollup может использовать безопасность, децентрализацию, простоту и последовательность Based Rollup для достижения доминирования и, в конечном итоге, максимизации доходов.

Ограниченная последовательность: Делегирование последовательности L1 снижает гибкость последовательности. Это делает некоторые услуги по последовательности более сложными или даже невозможными:

Предварительное подтверждение: Быстрое предварительное подтверждение не является проблемой для централизованной последовательности и может быть достигнуто с помощью внешнего согласия PoS. Использование L1 последовательности для быстрого предварительного подтверждения является открытым вопросом, существует много перспективных направлений исследований, включая EigenL, Inclusion Lists и Builder Bonds.

Сначала пришел, первым обслужен (FCFS): Неизвестно, можно ли реализовать упорядочение в стиле Arbitrum на основе Based Rollup. EigenL может предоставить наложение FCFS для упорядоченного на L1 Based Rollup.

Наименование:

Название «Based Rollup» происходит от его близости к базовой цепи (Base L1). Это совпадение конфликтует с недавним объявлением Coinbase о базовой цепи. Интересно, что Coinbase выделил две цели дизайна в своем объявлении о базовой цепи:

Отсутствие токена: «У нас нет планов выпустить новый сетевой токен». Децентрализация: «Мы планируем постепенно децентрализовать блокчейн со временем».

Базе удается достичь децентрализации без токенов, став Базовым Rollup.

Источник изображения: @jchaskin22

Таким образом, Based Rollup позволяет любому масштабировать блоки Rollup, публикуя последовательные изменения состояния транзакции в L1 для извлечения MEV из L2, со всеми функциями последовательности и безопасности, обеспечиваемыми Ethereum L1. Такой подход позволяет избежать необходимости во внешнем консенсусе PoS и специальных токенах Rollup. По сравнению с другими роллапами, которые требуют важной функции «аварийного аварийного люка» для защиты активов, видение Based Rollup устраняет эту необходимость, обеспечивая плавное завершение транзакций на Rollup до тех пор, пока Ethereum продолжает безопасно работать.

На основе Rollup и Taiko Labs

Источник изображения: Официальный веб-сайт Taiko

Taiko Labs - основная команда, разрабатывающая и продвигающая Based Rollup, решение масштабирования уровня 2 Ethereum. Их цель - решить проблемы масштабируемости основной сети Ethereum с помощью инновационных технологий, таких как Based Rollup. У Taiko Labs есть три основные особенности:

1. Полностью эквивалентный Ethereum (Тип 1) ZK-EVM: Используя Тип 1 zkEVM, который предлагает полную совместимость с Ethereum, разработчики могут беспрепятственно переносить децентрализованные приложения (dApps) между Ethereum и Taiko, не беспокоясь о сбоях выполнения смарт-контрактов.
2. Открытый исходный код: Весь исходный код Taiko доступен на GitHub, что позволяет любому просматривать, создавать или изменять его. Такой подход к открытому исходному коду гарантирует, что развитие технологии блокчейн не ограничивается маленькой командой, а включает в себя вклад от глобального сообщества разработчиков.
3. Полностью децентрализованный: Помимо обеспечения высокой совместимости с EVM, Taiko нацелен на достижение полной децентрализации. Taiko планирует представлять блоки и генерировать zkPs через децентрализованных предлагающих и валидаторов, обеспечивая децентрализованную природу протокола.

Taiko aims to build a Type 1 fully Ethereum-equivalent ZK-EVM, as mentioned by Vitalik Buterin in “The different types of ZK-EVMs” (see Extension Link 2). This pursuit of full and uncompromised equivalence with Ethereum aims for complete compatibility to verify Ethereum blocks (at least the execution layer, excluding the beacon chain consensus but including all transactions, smart contracts, and account logic without replacing hash, state/transaction trees, and other consensus logic). Therefore, compared to other types, Type 1 is the most complex and challenging solution to approach the native solution.

Источник изображения: Vitalik Buterin: «Различные типы ZK-EVMs»

Другие основные структуры:

Базовый конкурентный роллап (BCR)

Base Competitive Rollup - инновационное решение по масштабированию блокчейна, разработанное Taiko Labs. BCR нацелен на улучшение эффективности и безопасности Rollup с помощью конкурентного механизма, позволяющего различным участникам свободно конкурировать в подаче блоков и генерации доказательств, тем самым повышая общую производительность и децентрализацию сети.

Особенности:

1. Открытый конкурс: Позволяет любому подходящему участнику конкурировать в представлении блоков и генерации доказательств. Этот открытый механизм снижает централизованный контроль и улучшает децентрализацию сети. Участников стимулируют предоставлять лучшие услуги для заработка вознаграждений и комиссий за транзакции.
2. Эффективное масштабирование: эффективно повышает эффективность генерации и верификации блоков. Несколько конкурентов могут работать параллельно, избегая единой точки отказа и повышая скорость обработки транзакций и масштабируемость сети.
3. Безопасность: Через механизм многопартийной конкуренции улучшается устойчивость к атакам системы. Блоки и доказательства, сгенерированные несколькими сторонами, увеличивают прозрачность и безопасность системы, что делает ее сложной для контроля или атаки одним субъектом.

Преимущества:

1. Совместимость с EVM: BCR полностью совместим с виртуальной машиной Ethereum (EVM), что позволяет существующим смарт-контрактам и децентрализованным приложениям Ethereum легко мигрировать на BCR без значительных модификаций.
2. Высокая пропускная способность: поскольку BCR может обрабатывать транзакции и генерировать блоки параллельно, пропускная способность сети значительно увеличивается, способная обрабатывать более высокие объемы транзакций, снижая при этом их стоимость и задержку.
3. Децентрализация: Децентрализованный механизм генерации блоков и доказательства обеспечивает децентрализацию сети, снижая риск контроля со стороны централизованных сущностей.

Недостатки:

1. Увеличенная сложность: Сложность системы требует изощренных алгоритмов и протоколов для координации генерации блоков и верификации среди нескольких конкурентов. Смарт-контракты могут потребовать дополнительной логики для обработки конкурентных результатов.
2. Потенциальные проблемы: В конкурентном механизме BCR несколько конкурентов, вычисляющих и одновременно отправляющих блоки, могут привести к увеличению сборов. Пользователи могут столкнуться с более высокими затратами на транзакции, особенно во время загруженных или очень конкурентных периодов. Кроме того, ресурсоемкие крупные узлы могут доминировать в конкуренции, что приведет к централизации.

BBR (Based Booster Rollup)

В BBR Бустер - это особый участник, ответственный за оптимизацию пакетов транзакций, сжатие данных транзакций и обработку нескольких пакетов транзакций параллельно. Его основная функция - разделение выполнения и хранения, обеспечивая, что в то время как L2 обрабатывает выполнение, L1 остается децентрализованным, а адреса смарт-контрактов остаются согласованными на L1 и всех BBR.

Однако BBR сталкивается с такими проблемами, как увеличение сложности системы, потребление ресурсов и потенциальная централизация. Для удовлетворения изменяющихся требований технологии блокчейна в будущем потребуются дополнительная оптимизация и расширение.

Источник изображения: Taiko Labs

Заключение

В настоящее время Based Rollup представляет собой значительный сдвиг в методах масштабирования Ethereum Layer 2. Он делегирует упорядочение Rollup непосредственно предложителям уровня 1, используя дизайн разделения предложителя-строителя. Это позволяет уровню 1 выполнять все роли упорядочения Rollup. В то же время он расширяет MEV, позволяя L2 искателям объединять транзакции и отправлять их L2 строителям, которые также являются L1 искателями. Эти завершенные L2 блоки затем становятся частью L1 блоков, в конечном итоге обрабатываемых L1 строителями и основной сетью Ethereum.

Вопрос о том, можно ли считать Based Rollup конечным решением для Rollups, остается открытым, но он несомненно представляет собой значительное инновационное решение в масштабировании Ethereum Layer 2, предоставляя более безопасное и децентрализованное решение. Если мы применим тот же подход к экосистеме биткойна, достижение нативной и децентрализованной виртуальной машины с расширяемостью Ethereum будет безусловно сложной задачей. Всей индустрии еще предстоит пройти долгий путь в решении проблемы по-настоящему децентрализованного масштабирования.

Disclaimer：

1. Эта статья взята из [GateYBB Capital]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Ac-Core]. Если есть возражения против этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманды, и они оперативно решат эту проблему.
2. Ответственность за отказ: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно точкой зрения автора и не представляют собой инвестиционных советов.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, запрещается копирование, распространение или плагиатство переведенных статей.