解讀Rollup去中心化之路：共享排序與基於以太坊的兩難選擇

2024-08-27 00:08:46

原文作者：Taiko Labs

原文編譯：深潮 TechFlow

要點總結

以 Rollup 為中心的路线圖造成了區塊鏈的分散和孤立。這種分割導致了 Rollup 之間缺乏價值轉移。為了解決這個問題，湧現出了共享排序機制，如 Espresso、Astria 和 Radius。但這個解決方案本質上需要新的信任假設，因為這樣的層必須具備自身的安全集。

如果我們想為 Rollup 構建一個共享排序層，以太坊是我們可以構建或使用的最可信的中立層。基於以太坊的 Rollup（即 Based Rollup）天生可與以太坊及其他 Based Rollup 完全組合。然而，作為 Based Rollup 的方案也面臨一些挑战。其中最重要的挑战是區塊時間與以太坊相同，限制在 12 秒。解決方案是提供快速確認機制，例如集中式排序器，或加快以太坊的區塊時間。在測試網中，基於預確認的速度比當前的集中式排序器要更快。

十字路口

回顧文章开頭，以太坊選擇的方向是很重要的。以太坊從第一天起就擁抱去中心化，這是首要任務。這個優先級給用戶體驗帶來了一些限制。這些限制源於設計去中心化分布式系統的挑战（例如處理全球狀態、順序執行等）。這正是以太坊與其他 L1 的區別所在。它們選擇了不同的道路。其他 L1 通過犧牲一些去中心化來選擇快速和便宜。它們之所以快速和便宜，是因為它們有歷史證明、更大的區塊大小和並行處理。這些概念允許快速和便宜的交易，但也增加了驗證者的負擔。這就是為什么其他 L1 驗證者的硬件要求高於以太坊的原因。

在以太坊自身通過歷史過期、無狀態、Verkle 樹等升級進行擴展之前，我們將任務交給了 Rollup。

四年前，以太坊採取了以 Rollup 為中心的路线圖，將執行外包，以使其成為一個更友好的用戶環境，直到改進到來。多虧了這一點，我們在所有以太坊上達到了每日平均 250 TPS。

rollup.wtf

正如上面提到的，自從以太坊決定採用以 Rollup 為中心的路线圖已經過去了四年。在此期間，L2 上進行了大量關於“以太坊本身應該是什么”的實驗。AltVM（Fuel、Fluent）、zkVM（Aztec、Starknet）、zkEVM（Scroll、Linea、zkSync）、並行 EVM（MegaETH）等等。這些都為以太坊的未來提供了思路。但它們也創造了許多相互之間甚至沒有任何聯系的獨立區塊鏈。這就是為什么共享排序層出現以解決碎片化問題。

共享排序層

目前，Rollup 具有集中式排序器。這引入了巨大的審查、活躍性和 MEV 提取風險。如果 Rollup 希望去中心化，可以選擇共享排序器。通過使用共享排序器，Rollup 可以利用最終性、去中心化、快速交易和跨鏈原子性。正如 Vitalik 所說：“去中心化 Rollup 需要 90% 的努力來开發一個新的 L1。”因此，通過選擇共享排序器，可以避免去中心化的工程努力。

共享排序層基本上是一個將參與 Rollup 的排序權連接到單一排序器網絡的層。該層運行共識協議，例如 BFT，任何人都可以參與（在共識協議的設計限制內）。因此，多個 Rollup 具有確定交易順序的共同機制。該機制還提供所有參與 Rollup 之間的快速 L2 最終性和可組合性。

共享排序層是一個排序器市場。在這個市場中，Rollup 可以逐個插槽將其區塊空間（和提案權）出售給更高出價者。這還創建了一個在所有參與 Rollup 之間重新分配 MEV 的層。

關注點

共享排序層具有網絡效應，可以在所有參與 Rollup 之間創建原子可組合性和共享 MEV。Rollup 加入網絡以增加其區塊的價值（同時去中心化其排序器）。

然而，根據共享排序器的系統設計，參與的 Rollup 應盡可能多。如果參與的 Rollup X 離开鏈，這種 MEV 分配將被打亂，直接影響網絡效應。因此，共享排序是一場無休止的遊戲，參與者必須始終保持在遊戲中。正如 Rushi 所說，這是一個純粹的 B2B 模型。

共享排序層在共享排序器市場旁邊運行一個諸如 BFT 的協議，以實現快速的 L2 最終性，並引入了誠實假設。它假設一半的驗證者是誠實的。如果由於某種原因，一半的驗證者離线或不誠實，鏈可能會失去活躍性（它們可以使用基於的後備方案）。如果 BFT 協議失去活躍性，參與的 Rollup 將無法利用快速最終性，因為它們必須從 BFT 協議中獲得最終性認證。來自該層的提款也將被暫停。但即使 BFT 協議崩潰，MEV 重新分配仍將繼續，因為在 Espresso 中，例如，MEV 重新分配與 BFT 協議是分开的。相比之下，以太坊在密碼經濟安全性和活躍性方面始終是最強的 BFT 協議。

此外，如果它們使用重質押，還存在重質押風險。如果驗證者的硬件要求很高，這將導致壟斷。如果重質押服務出現錯誤，可能還會出現大規模削減；有關更多信息，請參見 Eigenlayer 的風險常見問題。有關共享排序器中的重質押方法，請參見 Nethermind 和 Fourpillar 的聯合研究。

需要注意的是，考慮到共享排序器使用預確認，這一過程可以在 L1 上完成（即基於預確認），從而消除對新層的需求。還應注意，共享排序器仍然必須通過 L1 管道。因此，“快速最終性”在這裏沒有意義。

總之，我們認為，如果共享排序器層沒有去中心化和穩健性，它們就是單點故障。它們將成為所有選擇加入 rollup 的最薄弱環節。

中立可組合性不再是一個玩笑：要 Based

正如我們所提到的，以太坊是構建各種應用的最可信中立層。Rollup 通過將其批次和證明發送到以太坊，利用其作為數據可用性層來實現這一目標。目前，大多數 Rollup 由集中式排序器管理，所有交易都由 Rollup 團隊負責排序。其中一些團隊仍在努力設計使其網絡去中心化的方案，比如 Aztec 的 Fernet 。還有另一種方法可以在不耗費大量工程資源的情況下實現網絡去中心化：基於排序的方式。

Taiko 是第一個使用以太坊作為排序層的 Based Rollup。區塊構建完全依賴於以太坊。任何人都可以提議一個區塊，這一過程完全無需許可。每個 Rollup 都可以通過基於以太坊實現可組合性，而不是添加一個新層。由於以太坊和 Based Rollup 的插槽是同步移動的，因此它們彼此完全兼容。這意味着可以在 L1 上進行閃電貸，並在同一個插槽中在 Based Rollup 上進行某些活動（感謝我們的 BBR 設計，詳細信息請參見此處）。但基於以太坊的方式也伴隨着一些成本。

來源： L2 Beat

我們在 “基於預確認的 Rollup 中心考慮” 一文中提到了這個問題，但讓我們簡要總結一下。正如我們所說， Based Rollup 的區塊時間與以太坊相同，都是 12 秒。這意味着 Based Rollup 需要每 12 秒將其數據通過 blobs（或 calldata）發送到 L1。如果無法用足夠的 L2 交易填滿 blob 來覆蓋 L1 費用，你將面臨虧損。為了不將這一點轉嫁給我們的用戶，我們一开始自己承擔了這筆費用，並花費了大量資金。如今，提議者的區塊時間已超過 12 秒（約 20 秒），以便實現盈利。

這些是 Based Rollup 通過 Taiko 的例子所經歷的困難的示例。總之，主要問題是區塊時間和收入限制為基礎費用，而不是集中排序器。你犧牲了收入，因為排序完全無需許可，你的 MEV 完全流向以太坊，無法從交易中捕獲任何價值（ Spire Labs 正在开發一個基於框架來改善 Based Rollup 的收入模型）。

為了解決用戶體驗和區塊時間問題，我們有兩個選擇：

基於預確認
L1 上更快的區塊時間

基於預確認（Based Preconfirmations）

基於預確認簡單地使用一些 L1 驗證者為 L2 用戶提供預確認。目前，基於預確認在 Helder 測試網上成功運行，現在可以在 Taiko 上進行閃電般快速的交易（Gattaca 的演示中為 20 毫秒，Arbitrum 中約為 260 毫秒）。

基於 Titan 的預確認演示

在基於預確認中，你並不繼承以太坊的所有活躍性和安全性。你只信任以太坊驗證者集的一個子集。但這裏值得一提的是，我們正在從當前以太坊提議者那裏獲得可信的承諾。任何人都可以通過在注冊合約上質押一定數量的 ETH 成為預確認提供者。我們在之前的博客文章中詳細解釋了基於預確認的細節，請見此處。

基於預確認的空間仍處於早期和不斷發展的階段。它面臨一些威脅，就像以太坊區塊構建的集中化一樣，但通過新的方法和研究，將設計出更合理的架構。我們將很快分享我們的預確認設計。

更快的區塊？

沒有人會拒絕讓以太坊更加用戶友好。更快的最終確認、更快的區塊時間以及更快的交易處理，這些都是 Based Rollup 的最有利場景。正如我們所提到的，L1 的區塊時間是成為 Based Rollup 的唯一障礙。更快的 L1 區塊意味着更快的 Based Rollup 的區塊。

更快的 L1 的主要思路是採用一種能夠本質上減少插槽時間的共識機制。單插槽最終性（Single Slot Finality, SSF）是一種正在考慮的共識機制，具體為 Orbit SSF ，其中每個插槽可以在幾秒鐘內完成最終確認。在當前的 Gasper 協議中，最終確認時間為 2 個周期，即 13 分鐘。然而，SSF 的缺點在於它容易受到 33% 不活躍泄漏的影響。

這裏的主要問題是，為什么如果更快的 L1 總是必要的，花費四年時間在 Rollup 上的工程努力不用於加速 L1 本身。我們在 Rollup 上投入了大量的研發精力，取得了許多不同的方法。即使今天達成了更短的區塊時間，开發也最多需要 2-3 年的時間。

以太坊選擇了一條非常明確的道路。這條道路意味着在去中心化上沒有妥協，也不觸及“單獨的家庭質押者”。顯然，更快的區塊需要對以太坊的共識進行更改，而這種改變將導致驗證者分布比現在更少。這是以太坊社區需要做出的一個重要決定。

結論

隨着 Rollup 的發展和普及，碎片化和孤立成為嚴重問題。因此，成為 Based Rollup 並加入共享排序器層是一個重要的區別。共享排序層可以用於快速最終確認和跨鏈可組合性，但它們需要新的信任假設，並且可能會失敗，失去網絡效應。Based Rollup 利用以太坊現有的基礎設施進行區塊構建，但在區塊時間和收入模型上面臨挑战。盡管如此，它確實通過其特性提供了解決流動性碎片化和與 L1 完全可組合的解決方案。

前進的方向可能在於基於預確認和更快的 L1 區塊時間等新解決方案，以克服 Based Rollup 的缺點。這些目標是在不妥協以太坊對齊的情況下改善用戶體驗。我們的目標是創建一個可擴展、去中心化且用戶友好的生態系統，忠於以太坊的愿景。

選擇是否基於以太坊不僅僅是一個技術決定，這關乎去中心化 Rollup “框架”的方向。