Qu'est-ce qu'un séquenceur

Un séquenceur est un élément important du Layer2 Rollup d'Ethereum. Il reçoit des transactions non ordonnées et génère des lots de transactions ordonnées. Ensuite, ces lots de transactions peuvent être regroupés et envoyés à la couche de disponibilité des données. Après avoir reçu la transaction d'un utilisateur, le séquenceur envoie un reçu quasi instantané sous forme de « confirmation logicielle », tandis que la « confirmation matérielle » est reçue une fois la transaction envoyée à la couche de disponibilité des données.

Les rollups de couche 2 traditionnels, tels qu'Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkNet et Polygon ZKevm, utilisent tous des séquenceurs centralisés gérés par des opérateurs. Cependant, les séquenceurs centralisés rencontrent les problèmes suivants :

1. Censure des transactions : le séquenceur contrôle le séquencement des transactions, il se peut donc qu'il n'inclue pas les transactions des utilisateurs ;
2. Extraction MEV : le séquenceur peut extraire la valeur maximale extractible, ce qui peut être désavantageux pour les utilisateurs ;
3. Point de défaillance unique : si le séquenceur tombe en panne, l'ensemble du Rollup sera affecté.

En réponse au problème de la centralisation des séquenceurs, tous les principaux rollups de couche 2 ont inclus la décentralisation des séquenceurs dans leurs feuilles de route, mais ils en sont encore à la phase de planification et n'ont pas été mis en œuvre à court ou moyen terme. La raison en est que la décentralisation des séquenceurs n'est pas une question technique, mais économique.

Pour ceux qui s'intéressent aux principes techniques du Layer2 Rollup, vous pouvez vous reporter à mon article précédent« Ethereum Layer2: The Rollup War ».

Les aspects économiques du cumul de couche 2

Layer2 Rollup a trois rôles principaux : utilisateur, opérateur de rollup et couche de base. Le processus principal qu'ils exécutent est le suivant : lorsque les utilisateurs négocient en L2, l'opérateur de cumul fait office d'interface entre les utilisateurs et la couche de base, et publie finalement les données sur la couche de base, comme indiqué :

1. Utilisateurs : Ils envoient leurs transactions sur le réseau Layer2, déploient leurs actifs sur Layer2 on Rollup pour les interactions contractuelles et payent des frais à l'opérateur Rollup.
2. Opérateurs de cumul : ils représentent toute l'infrastructure nécessaire pour gérer les transactions sur le réseau Layer2. Outre les séquenceurs, il existe également des exécuteurs et des validateurs. Pour Optimistic Rollup, certains challengers signalent des preuves de fraude.
3. Couche de base : Cela peut également être compris comme un nœud complet. Son objectif est de protéger le protocole de données du Rollup, de traiter et de vérifier toutes les transactions, de garantir le bon état du Rollup et de garantir la validité de chaque transaction. Si une transaction erronée est détectée, elle sera supprimée.

Les coûts pour les opérateurs Rollup incluent la gestion d'un pool de transactions, le traitement par lots en série, le calcul des racines d'état/des différences d'état/des preuves de validité, etc. Ces coûts sont liés au tri, à la vérification des transactions, à la génération de blocs et à d'autres problèmes liés au traitement des transactions en masse. Les principales sources de revenus sont les récompenses symboliques et la valeur extractible maximale (MEV).

Le MEV est particulièrement important ici. Le MEV fait référence à la valeur extraite au-delà de la récompense symbolique standard en manipulant les transactions au sein du bloc, c'est-à-dire en incluant, en excluant et en modifiant l'ordre des transactions. Les formes courantes d'extraction du MEV incluent les attaques frontales et les attaques en sandwich.

Par conséquent, le maintien d'un séquenceur centralisé est peut-être le choix le plus judicieux sur le plan économique pour les opérateurs de Rollup. Cependant, il existe également des Layer2 Rollups qui utilisent des séquenceurs décentralisés, tels que Metis.

Metis fait la promotion de son séquenceur PoS décentralisé en tant que principal argument de vente. Les opérateurs de séquenceur et les opérateurs de nœuds de la couche consensus de Metis doivent miser un certain nombre de jetons en garantie. Si un séquenceur fait preuve d'un comportement malhonnête lors du traitement d'une transaction, d'autres peuvent le contester. Si le défi est réussi, le séquenceur perdra une partie de ses enjeux.

Étant donné que les rollups de couche 2 traditionnels utilisent tous un seul séquenceur centralisé, si ces séquenceurs rencontrent des problèmes, l'ensemble du programme Rollup en sera affecté. L'intérêt des utilisateurs qui utilisent Layer2 Rollup est de réduire les coûts de transaction, et l'une des idées de base de la blockchain est de ne pas dépendre d'un seul fournisseur centralisé. La centralisation des séquenceurs est évidemment un problème urgent qui doit être résolu.

Séquenceur partagé

La solution aux problèmes mentionnés ci-dessus est un séquenceur partagé décentralisé. « Partagé » signifie que plusieurs cumuls de couche 2 peuvent utiliser le même réseau de séquenceurs, ce qui signifie que les transactions provenant de plusieurs cumuls de couche 2 sont agrégées dans un mempool avant d'être triées.

Le séquenceur partagé vise à résoudre les problèmes d'extraction du MEV, à résister à la censure et à améliorer les garanties d'efficacité des Layer2 Rollups. En outre, il y a deux points qui méritent d'être soulignés :

1. Modularité : Tout comme la disponibilité des données, le séquenceur est modulaire. En ce qui concerne la disponibilité des données, vous pouvez vous référer à mon article précédent« Data Availability : Who Moved Etherher's Cheese ? ». La nécessité d'un séquenceur décentralisé peut être résumée à une sorte de « marchandise ». Cette approche astucieuse basée sur la conception modulaire, en raison de son faible coût et de sa grande efficacité, ne manquera pas de susciter un grand nombre de demandes de « lancement en chaîne en un clic » Layer2 Rollup. Et tous ces rollups de couche 2 bénéficieront de la résistance à la censure et des fonctionnalités en temps réel qu'un réseau décentralisé peut fournir, sans qu'il soit nécessaire de créer un tel réseau lui-même.
2. Composabilité des cumuls croisés : étant donné que ces solutions de séquenceur partagé sont destinées à gérer le tri des transactions de plusieurs rollups, elles peuvent donc offrir des garanties d'interopérabilité uniques qui ne sont pas disponibles actuellement. Par exemple, les utilisateurs devraient être en mesure de spécifier qu'une transaction sur Rollup 1 ne peut être incluse dans un bloc que si et seulement si une autre transaction sur Rollup 2 est également incluse dans le même bloc. En activant cette inclusion conditionnelle de transactions, les séquenceurs partagés peuvent ouvrir de nouvelles possibilités, notamment l'arbitrage croisé atomique.

Des projets tels que Espresso, Astria, SUAVE et Radius sont tous axés sur des solutions de séquenceur décentralisées, chacune ayant des voies de mise en œuvre différentes.

Espresso

Espresso Systems, initialement une société spécialisée dans les solutions de confidentialité, a annoncé en mars 2022 avoir levé près de 30 millions de dollars en financement de série A, grâce à des investissements d'Electric Capital, Sequoia et Blockchain Capital. Espresso Systems est en grande partie passée au développement du séquenceur Espresso, dédié à la fourniture de services de tri décentralisés pour les Rollups.

Espresso a résolu le problème de la rotation des séquenceurs et de la détermination de la « finalité » des transactions sur la base du consensus HotShot, et a introduit EigenLayer pour résoudre le problème de l'admission des séquenceurs.

Le mécanisme de restaking d'EigenLayer a permis aux stakers d'Ethereum de devenir également des séquenceurs Espresso, garantissant ainsi la sécurité du consensus HotShot. En termes simples, les stakers de nœuds Ethereum peuvent devenir des séquenceurs Espresso (ESQ) grâce au mécanisme de restaking d'EigenLayer. Les stakers d'Ethereum, tout en gagnant des récompenses grâce aux nœuds PoS, capturent également la valeur de L2 MEV.

En tant que solution universelle pour les séquenceurs décentralisés, les projets de coopération écologique d'Espresso incluent non seulement EigenLayer, mais aussi de nombreux projets modulaires vedettes tels qu'Arbitrum, OP Stack, Caldera et AltLayer.

Autriche

Astria se positionne comme un séquenceur décentralisé universel et sans autorisation, qui fournit des services de séquençage partagés prêts à l'emploi pour différents rollups. En termes de financement, Astria a annoncé en avril 2023 avoir réalisé un cycle de financement de démarrage de 5,5 millions de dollars américains mené par Maven 11, avec des institutions d'investissement participantes, notamment 1k (x), Delphi Digital, Lemniscap, Robot Ventures, etc. Bien que le financement soit faible, la gamme institutionnelle est magnifique.

Le mécanisme de fonctionnement du séquenceur décentralisé d'Astria est similaire à celui d'Espresso Sequencer. Le but est d'affaiblir les privilèges du séquenceur en décentralisant les droits de séquençage des transactions. Plus précisément :

Pour la rotation du séquenceur, Astria propose deux mécanismes de rotation :

1. Rotation simple des leaders : un ensemble est formé par le biais de séquenceurs sélectionnés, et les séquenceurs trient à tour de rôle les transactions cumulatives. Cette méthode empêche un seul séquenceur de monopoliser les droits de séquençage des transactions pendant longtemps et résout dans une certaine mesure le problème de la censure continue des utilisateurs ;
2. Algorithme de consensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) : à l'instar du mécanisme de rotation des leaders, le séquenceur a à son tour le droit d'être responsable de l'ordre des transactions, mais les deux tiers ou plus des membres du set de séquenceurs doivent parvenir à un consensus sur cet ordre.

SUAVE

SUAVE est une solution de séquenceur partagé décentralisée prête à l'emploi conçue par Flashbots. En tant que solution universelle, SUAVE peut fournir un pool de mémoire et une construction de blocs décentralisée pour tous les niveaux L1/L2. Ce qui distingue SUAVE des modèles de séquenceurs partagés mentionnés ci-dessus, c'est que la chaîne SUAVE elle-même est une chaîne compatible EVM qui permet de séquencer les transactions par le biais d' « enchères » par blocs.

L'architecture de SUAVE se compose de trois éléments principaux :

1. Environnement de préférences universelles : les préférences couvrent un large éventail, des transactions simples aux événements complexes. Les préférences des utilisateurs sont reflétées dans le mempool sous forme de transactions. L'environnement des préférences, en tant que mémorial public, regroupe les préférences. L'environnement de préférences universel de SUAVE rend publiques les préférences de plusieurs chaînes, élimine l'asymétrie de l'information et résout dans une certaine mesure le problème du MEV interchaînes.
2. Meilleur marché d'exécution : Le marché de l'exécution est un réseau auquel participent des exécuteurs testamentaires, chargés de surveiller le pool de mémoires SUAVE et de se faire concurrence. La concurrence les pousse à proposer la meilleure exécution possible en fonction des préférences des utilisateurs. On comprend que tous les exécuteurs testamentaires mettent en œuvre les préférences des utilisateurs par le biais d'un processus d' « enchère », en renvoyant à l'utilisateur la plus grande partie possible du MEV généré par les transactions des utilisateurs.
3. Construction de blocs décentralisée : Enfin, en fonction des préférences collectées et du meilleur chemin d'exécution, le réseau de construction de blocs décentralisé les inclut dans le bloc. Cela termine l'ensemble du processus de découverte des transactions, de tri des transactions et de production de blocs.

Radius

L'objectif de Radius est de servir de couche de séquençage partagée fiable. Contrairement aux mécanismes de mise en œuvre des solutions susmentionnées, Radius veille à ce que les transactions cumulées soient séquencées sans avoir à faire confiance à personne en activant un mempool crypté, éliminant ainsi la censure effective du MEV et des transactions des utilisateurs.

En termes de financement, Radius a annoncé en juin 2023 avoir réalisé un cycle de financement de pré-amorçage de 1,7 million de dollars américains, mené par Hashed, avec la participation de sociétés d'investissement telles que Superscrypt, LambdaClass et Crypto.com.

Espresso, Astria et d'autres séquenceurs décentralisés basés sur le consensus réduisent dans une certaine mesure le risque de MEV et de censure, mais cela se fait au détriment de l'évolutivité du réseau et de la rapidité, ce qui entraîne un certain délai de confirmation des transactions (car un consensus sur le séquençage des transactions est nécessaire). De plus, bien que le séquençage des transactions se fasse dans un environnement décentralisé, en raison de la transparence des transactions associées dans le mempool, les séquenceurs peuvent encore être extraits de MEV malveillants. En utilisant un mempool crypté, Radius vise à empêcher l'extraction malveillante de MEV par les séquenceurs et la censure des transactions en rendant les informations relatives aux transactions invisibles pour les séquenceurs.

Radius utilise un système de cryptage basé sur des preuves à connaissance nulle, le « Practical Verifiable Delay Encryption » (PVDE), pour créer un mempool crypté. Le mempool crypté garantit la fiabilité du séquenceur, mais le risque de panne ponctuelle existe toujours. Si un seul séquenceur et un mempool crypté sont exécutés, une panne de séquenceur provoquera une panne de réseau. Pour résoudre ce problème, Radius propose plusieurs solutions de mise en œuvre de séquenceurs décentralisés, notamment un mécanisme secret d'élection des dirigeants et un mécanisme de partitionnement des groupes de séquenceurs.

Séquenceurs partagés et MEV

Astria, Espresso et SUAVE intègrent tous le MEV à leur écosystème, proposant même certaines fonctionnalités pour faciliter le MEV dans une architecture PBS. Radius, quant à elle, évite le MEV en cryptant les transactions, mais il reconnaît également que le MEV constitue une incitation importante pour les constructeurs et ne peut pas être complètement éliminé.

Le MEV constitue une incitation commerciale importante. Mainstream Layer2 Rollups gagne beaucoup d'argent en monopolisant le MEV grâce à des séquenceurs centralisés. La décentralisation du droit de séquencer les transactions implique inévitablement un partage des recettes, ce qui crée un paradoxe.

À moins que les séquenceurs partagés ne parviennent à trouver un équilibre entre la protection des intérêts des utilisateurs et le maintien des incitations de l'écosystème, en d'autres termes, en répercutant les bénéfices sur les utilisateurs eux-mêmes, cela pourrait constituer un point d'entrée de trafic important pour attirer les utilisateurs. Cela pourrait créer un effet démonstratif sur le créneau Layer2 Rollup, obligeant ainsi les autres Layer2 Rollups à adopter des séquenceurs partagés.

Résumé

Le paradigme modulaire des séquenceurs partagés abaisse le seuil technique pour l'ensemble de l'écosystème Layer2 Rollup, et la composabilité cross-rollup ouvre de nouvelles possibilités. Cependant, c'est différent de l'externalisation de la couche de disponibilité des données. Aucun projet Layer2 Rollup ne souhaiterait externaliser sa principale fonctionnalité de « collecte des impôts ».

À la base, Layer2 Rollup ne dispose pas d'un cadre économique décentralisé indépendant. L'abandon du séquenceur complique le décollage de son écosystème de marché. Même s'ils devaient adopter un séquenceur décentralisé, il est fort probable qu'ils soient décentralisés uniquement nominativement, en laissant le contrôle aux opérateurs ou à un petit groupe de personnes, soit qu'ils aient besoin de staking avec leurs propres jetons, ce qui leur donnerait une réelle utilité pour soutenir leur prix.

Quoi qu'il en soit, il y aura de nombreux nouveaux participants, à la fois dans le domaine du Layer2 Rollup et dans le domaine des séquenceurs partagés. Certains rollups de couche 2 traditionnels peuvent préférer créer leurs solutions propriétaires plutôt que d'utiliser des réseaux de séquençage partagés, tandis que d'autres séquenceurs partagés bien établis peuvent attirer de nombreux rollups de couche 2 non traditionnels, obtenant ainsi de puissants effets de réseau. Il y aura sans aucun doute de nouveaux changements à l'avenir.

Avertissement：

1. Cet article est reproduit depuis [PiggyWeb3]. Tous les droits d'auteur appartiennent à l'auteur original [web3 ZhudaDan]. En cas d'objection à cette réimpression, contactez l'équipe de Gate Learn, elle s'en occupera rapidement.
2. Avertissement en matière de responsabilité : Les points de vue et opinions exprimés dans cet article sont uniquement ceux de l'auteur et ne constituent en aucun cas un conseil d'investissement.
3. Les traductions de l'article dans d'autres langues sont effectuées par l'équipe de Gate Learn. Sauf mention contraire, il est interdit de copier, de distribuer ou de plagier les articles traduits.