Vorwort

Ethereum arbeitet nach dem Prinzip, dass jeder Knoten jede von Benutzern eingereichte Transaktion speichert und ausführt. Um das gesamte Netzwerk zu skalieren, hat Ethereum die Rollup-Lösung übernommen. Vereinfacht ausgedrückt verlagert es die meiste Transaktionsverarbeitung off-chain (L2), wodurch die Belastung des Ethereum-Hauptnetzes (L1) reduziert und die Transaktionsgebühren gesenkt werden. Rollup = eine Reihe von Smart Contracts auf L1 + ein Netzwerk von Knoten auf L2, das sowohl on-chain Smart Contracts als auch off-chain Aggregatoren umfasst. Es verlässt sich auf Ethereum für Abrechnung, Konsens und Datenverfügbarkeit und ist nur für die Ausführung von Transaktionen verantwortlich. Die Knoten des L2-Netzwerks bestehen aus mehreren Teilen, von denen der Sequenzer am wichtigsten ist. Derzeit stehen jedoch die Sequenzer von Rollups vor Zentralisierungsproblemen.

Rollup und Sequencer

Rollup ist eine Skalierungslösung für Ethereum (L1), die Transaktionen außerhalb der Kette ausführt und sie in Blöcke verpackt. Für jeden Block veröffentlicht Rollup die zur Rekonstruktion des Kettenzustands erforderlichen Daten (als Datenverfügbarkeit) an die Datenverfügbarkeitsschicht und veröffentlicht Beweise für die Korrektheit der außerhalb der Kette ausgeführten Transaktionen an die Abrechnungsschicht. Rollups gibt es in zwei Arten: Im Fall von ZK-Rollup wird mit jedem Block ein Zero-Knowledge-Beweis veröffentlicht, während im Fall von Optimistic Rollup nur dann ein Betrugsbeweis veröffentlicht wird, wenn ein Streitfall auftritt. Nach EIP-4844, wenn die Datenveröffentlichung auf Blobs umgestellt wird, wird diese Schicht möglicherweise als „Datenveröffentlichungsschicht“ bezeichnet. Rollup-Smart Contracts auf L1 überprüfen die veröffentlichten Beweise. Jedes Rollup verfügt über eine oder mehrere Brücken, um den Datentransfer zwischen den Ketten sowie Einzahlungen und Abhebungen zu ermöglichen.

In der Implementationslogik von Rollup ist der Sequenzer eine Schlüsselkomponente, die für den Empfang von Transaktionsanfragen auf L2, die Bestimmung ihrer Ausführungsreihenfolge und das Verpacken der Transaktionen in Batches verantwortlich ist, die schließlich an den Rollup-Smart-Vertrag auf L1 gesendet werden. Dies spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Effizienz der Transaktionsverarbeitung und der Kostensenkung.

Die Funktionalität und Arbeitsprinzipien des Sequenzers lassen sich in vier Teilen zusammenfassen:

1. Empfang von Transaktionen: Der Sequenzer empfängt Transaktionsanfragen von Benutzern oder Anwendungen. Diese Transaktionen werden zuerst auf L2 verarbeitet, anstatt direkt auf dem Ethereum-Hauptnetzwerk.

2 Bestelltransaktionen: Der Sequenzer ist dafür verantwortlich, die empfangenen Transaktionen zu ordnen und ihre Ausführungsreihenfolge zu bestimmen. Dieser Prozess ähnelt dem, was Ethereum-Miner tun, bevor sie Transaktionen in Blöcke verpacken.

3 Verpackungstransaktionen: Der Sequenzer packt die bestellten Transaktionen in Chargen, die zusammengefasste Informationen mehrerer Transaktionen enthalten.

4 Einreichen an L1: Schließlich reicht der Sequenzer die gepackten Transaktionsbatches zur Abwicklung und Datenspeicherung bei Ethereum Mainnet (L1) ein. Dadurch kann L1 die Zustandsaktualisierungen von L2 überprüfen und speichern.

Obwohl Rollup-Technologie eine effektive Skalierungslösung bietet, gibt es immer noch einige Probleme bei der Gestaltung und Implementierung von Sequenzern, wobei das zentrale Problem an erster Stelle die Zentralisierungsproblematik ist. Die meisten Rollup-Projekte verlassen sich derzeit auf zentrale Sequenzer, die in der Regel von einer einzigen Entität oder wenigen Entitäten kontrolliert werden, was offensichtliche Risiken hinsichtlich Transparenzmangel und Single Points of Failure mit sich bringt.

Ungeachtet der oben genannten starren Erklärungen drehen sich die Diskussionen um dezentrale Sequenzer-Lösungen für L2, wie sie in früheren Artikeln von YBB Capital erwähnt wurden, ob es sich um Metis' L2-Lösung handelt, die direkt das Staking von Sequenzer-Pool-Nodes am Markt öffnet, oder das unabhängige Projekt Espresso, wesentlich ist die Verteilung des "Gewinnkuchens" des Sequenzierens und die zukünftigen Markthype-Erwartungen. Daher sind Interesse und Orthodoxie-Korrektheit die unvermeidlichen Schlüsselpunkte.

Historischer Hintergrund und Design von Based Rollup

Bildquelle: @drakefjustin

Das Konzept von Rollup wurde erstmals vom Ethereum-Gründer Vitalik Buterin vorgeschlagen, der sich ursprünglich vorstellte, einen völlig unbeschränkten Zustand der „Totalen Anarchie“ zu erreichen, um eine unbegrenzte Transaktionserweiterung zu ermöglichen. Angesichts der aktuellen Probleme mit Sequenzern schlug Ethereum-Forscher Justin Drake im Jahr 2023 eine Lösung namens Based Rollups vor, bei der Sequenzer von Ethereum L1 selbst verwaltet werden. Die Einzelheiten sind wie folgt (Quelle: siehe Erweiterungslink 1):

Definition:

"Wenn die Abfolge von Rollup durch die Basisschicht (L1) gesteuert wird, bezeichnen wir dies als L1-basierte oder L1-gesteuerte Rollup-Abfolge. Speziell bedeutet ein L1-basierter Rollup, dass der nächste L1-Vorschlagsteller ohne Erlaubnis mit L1-Suchenden und -Erstellern zusammenarbeiten kann, um den nächsten Rollup-Block im nächsten L1-Block zu integrieren."

Vorteile:

●Lebendigkeit: Based Rollup genießt die gleichen Liveness-Garantien wie L1. Beachten Sie, dass nicht auf Basis von Rollups mit Escape-Hatches eine reduzierte Liveness aufweisen (Escape-Hatches sind ein Sicherheitsmechanismus in Rollups, der es Benutzern ermöglicht, Vermögenswerte sicher von L2 zurück zur L1-Hauptkette abzuziehen, falls es Rollup-Systemprobleme gibt. Es ist ähnlich wie ein Notausgang).

Schwächere Abrechnungsgarantien: Transaktionen über Notausgänge müssen vor der Garantie der Abwicklung eine Zeitüberschreitung abwarten.

MEV von Zensur:Rollups mit Notausgängen sind anfällig für negative MEV-Effekte durch kurzfristige Sequenzer-Zensur während der Timeout-Periode.

Netzwerkeffekte in Gefahr: Massenausstiege, die durch Ausfälle der Sequenzlebendigkeit ausgelöst werden (z.B. ein 51%-Angriff auf dezentrale PoS-Sequenziermechanismen), werden die Netzwerkauswirkungen von Rollup stören. Beachten Sie, dass Rollup im Gegensatz zu L1 nicht elegant von Ausfällen der Sequenzlebendigkeit unter Verwendung von sozialem Konsens wiederherstellen kann. In allen bekannten nicht-basierten Rollup-Designs sind Massenausstiege das Damoklesschwert.

Gasstrafe: Transaktionen, die über Ausgangsfenster abgewickelt werden, verursachen in der Regel eine Gasstrafe für Benutzer (z.B. aufgrund einer suboptimalen Datenkompression von nicht stapelverpackten Transaktionen).

●Dezentralisierung: Das Rollup der nächsten Generation erbt die Dezentralisierung von L1 und nutzt natürlich die Infrastruktur von L1-Suchern, -Buildern und -Proponenten wieder. L1-Sucher und -Builder werden dazu angeregt, Rollup-Blöcke in ihre L1-Blöcke aufzunehmen, um das MEV von Rollup zu extrahieren. Dies wiederum regt L1-Block-Proponenten dazu an, Rollup-Blöcke auf L1 zu verpacken.

●Einfachheit: Das auf Rollup basierende Sequencing ist das einfachste, sogar einfacher als das zentralisierte Sequencing. Das auf Rollup basierende Sequencing erfordert keine Überprüfung der Sequenzer-Signaturen, Notausgänge oder externen PoS-Konsens.

Historische Anmerkung: Im Januar 2021 bezeichnete Vitalik die L1-basierte Sequenzierung als "Total Anarchy", was das Risiko mehrerer gleichzeitig eingereichter Rollup-Blöcke mit sich brachte, was zu einer Verschwendung von Gas und Arbeitslast führte. Das aktuelle Proposer-Builder Separation (PBS)-Schema kann die L1-Sequenzierung streng kontrollieren, wodurch höchstens ein Rollup-Block pro L1-Block und ohne Gasverschwendung ermöglicht wird. Wenn der n+1-Block von Rollup (oder für k >= 1, n+k) den SNARK-Proof des Blocks n enthält, kann die Verschwendung von ZK-Rollup-Proofs vermieden werden.

●Kosten: Die Gas-Overhead von Based Rollup beträgt Null - es erfordert nicht einmal die Überprüfung von Signaturen von dezentralen oder zentralen Sequencern. Die Einfachheit von Based Rollup reduziert die Entwicklungskosten, verkürzt die Veröffentlichungszeiten und minimiert die Gefahr von Code-Schwachstellen. Die Sequenzierung von Based Rollup ist auch tokenfrei und umgeht die regulatorischen Belastungen, die mit tokenbasierten Sequencern verbunden sind.

● Wirtschaftliche Ausrichtung L1:MEV, das aus Based Rollup abgeleitet wird, fließt natürlich in seine Basis-L1. Dieser Fluss stärkt die wirtschaftliche Sicherheit von L1 und erhöht im Falle des Verbrennens von MEV die wirtschaftliche Knappheit von L1-Nativ-Token. Diese enge wirtschaftliche Ausrichtung mit L1 kann dazu beitragen, die Legitimität von Based Rollup aufzubauen. Wichtig ist, dass Based Rollup trotz des Verzichts auf MEV-Einnahmen die Möglichkeit behält, Einnahmen aus L2-Verstopfungsgebühren (z. B. in Form von EIP-1559-Basisgebühren) zu erzielen.

●Souveränität: Trotz der Delegation der Sequenzierung an L1 behält Based Rollup die Souveränität. Based Rollup kann über ein Governance-Token verfügen, Grundgebühren erheben und die Einnahmen aus diesen Grundgebühren entsprechend verwenden (z. B. finanziert Optimismus öffentliche Güter).

Nachteile:

● Keine MEV-Einnahmen:Der Based Rollup gibt MEV an L1 ab und beschränkt damit seine Einnahmen auf Basisgebühren. Dies könnte paradoxerweise die Gesamteinnahmen des Based Rollup erhöhen. Der Grund dafür ist, dass die Rollup-Landschaft offensichtlich ein Gewinner-alles-Modell ist, bei dem der erfolgreiche Rollup die Sicherheit, Dezentralisierung, Einfachheit und Konsistenz des Based Rollup nutzen kann, um Dominanz zu erreichen und letztendlich die Einnahmen zu maximieren.

●Eingeschränkte Sequenzierung: Die Delegation der Sequenzierung an L1 verringert die Sequenzierungsflexibilität. Dies erschwert bestimmte Sequenzierungsdienste oder macht sie sogar unmöglich:

○Vorbestätigung:Schnelle Vorbestätigung ist kein Problem für zentrales Sequenzieren und kann durch externes PoS-Konsens erreicht werden. Die Verwendung von L1-Sequenzierung für schnelle Vorbestätigung ist eine offene Frage mit vielen vielversprechenden Forschungsrichtungen, darunter EigenL, Inklusionslisten und Builder Bonds.

○ First-Come, First-Served (FCFS): Es ist ungewiss, ob eine Arbitrum-ähnliche FCFS-Sequenzierung auf Based Rollup implementiert werden kann. EigenL könnte eine FCFS-Overlay für L1-sekundierte Based Rollup bereitstellen.

Namensgebung:

Der Name „Based Rollup“ leitet sich von seiner Nähe zur Basiskette (Base L1) ab. Dies steht zufällig im Konflikt mit der kürzlichen Ankündigung von Coinbase zur Basiskette. Interessanterweise teilte Coinbase in ihrer Ankündigung zur Basiskette zwei Designziele mit:

● Tokenlosigkeit: "Wir haben keine Pläne, einen neuen Netzwerk-Token auszugeben."

● Dezentralisierung: "Wir planen, die Blockchain im Laufe der Zeit schrittweise zu dezentralisieren."

Base kann eine tokenlose Dezentralisierung erreichen, indem es zu einem Based Rollup wird.

Bildquelle: @jchaskin22

Zusammenfassend ermöglicht es Based Rollup jedem, Rollup-Blöcke zu skalieren, die sequenziellen Transaktionszustandsänderungen an L1 zu veröffentlichen, um MEV aus L2 zu extrahieren, wobei die gesamte Sequenzierung und Sicherheit von Ethereum L1 bereitgestellt wird. Dieser Ansatz vermeidet die Notwendigkeit eines externen PoS-Konsenses und spezifischer Rollup-Token. Im Vergleich zu anderen Rollups, die eine wesentliche "Notausgangsfunktion" benötigen, um Vermögenswerte zu schützen, beseitigt die Vision von Based Rollup diese Notwendigkeit und gewährleistet eine reibungslose Transaktionsabwicklung auf Rollup, solange Ethereum sicher weiterläuft.

Basierender Rollup und Taiko Labs

Quelle: Offizielle Taiko-Website

Taiko Labs ist das Hauptteam, das Based Rollup entwickelt und fördert, eine Ethereum Layer 2 Skalierungslösung. Ihre Vision ist es, die Skalierbarkeitsprobleme des Ethereum-Mainnets durch innovative Technologien wie Based Rollup anzugehen. Taiko Labs hat drei Hauptmerkmale:

1. Vollständig äquivalenter Ethereum (Typ 1) ZK-EVM: Durch die Verwendung eines Typ 1 zkEVM, der vollständige Ethereum-Kompatibilität bietet, können Entwickler dezentralisierte Anwendungen (dApps) nahtlos zwischen Ethereum und Taiko migrieren, ohne sich um das Scheitern der Ausführung von Smart Contracts sorgen zu müssen.

2.Open Source: Der gesamte Quellcode von Taiko ist auf GitHub verfügbar, sodass jeder ihn anzeigen, erstellen oder ändern kann. Dieser Open-Source-Ansatz gewährleistet, dass die Entwicklung der Blockchain-Technologie nicht auf ein kleines Team beschränkt ist, sondern Beiträge aus einer globalen Entwicklergemeinschaft umfasst.

3.Vollständig dezentralisiert:Neben der Gewährleistung einer hohen Kompatibilität mit EVM setzt sich Taiko dafür ein, vollständige Dezentralisierung zu erreichen. Taiko plant, Blöcke einzureichen und zkPs durch dezentralisierte Antragsteller und Validatoren zu generieren, um die dezentrale Natur des Protokolls zu gewährleisten.

Taiko zielt darauf ab, eine vollständig äquivalente ZK-EVM vom Typ 1 auf Ethereum-Basis zu entwickeln, wie von Vitalik Buterin in „Die verschiedenen Arten von ZK-EVMs“ erwähnt (siehe Erweiterungslink 2). Dieses Streben nach vollständiger und unverfälschter Äquivalenz mit Ethereum zielt auf eine vollständige Kompatibilität ab, um Ethereum-Blöcke zu überprüfen (zumindest die Ausführungsebene, unter Ausschluss des Beacon-Chain-Konsenses, jedoch einschließlich aller Transaktionen, Smart Contracts und Kontologik, ohne Hash-Ersatz, Zustands-/Transaktionsbäume und andere Konsenslogik zu ersetzen). Daher ist Typ 1 im Vergleich zu anderen Typen die komplexeste und anspruchsvollste Lösung, um die native Lösung zu erreichen.

Bildquelle: Vitalik Buterin: "Die verschiedenen Arten von ZK-EVMs"

Andere Kernstrukturen:

Base Competitive Rollup (BCR)

Base Competitive Rollup ist eine innovative Blockchain-Skalierungslösung, die von Taiko Labs entwickelt wurde. BCR zielt darauf ab, die Effizienz und Sicherheit von Rollup durch einen Wettbewerbsmechanismus zu verbessern, der es verschiedenen Teilnehmern ermöglicht, frei in der Einreichung von Blöcken und der Erzeugung von Nachweisen zu konkurrieren, um so die Gesamtleistung und Dezentralisierung des Netzwerks zu verbessern.

●Eigenschaften

Offener Wettbewerb: Ermöglicht es jedem berechtigten Teilnehmer, Blöcke einzureichen und Beweise zu generieren. Dieser offene Mechanismus verringert die zentrale Kontrolle und verbessert die Dezentralisierung des Netzwerks. Die Teilnehmer werden dazu angeregt, bessere Dienste anzubieten, um Belohnungen und Transaktionsgebühren zu verdienen.

Effiziente Skalierung:Verbessert die Blockgenerierungs- und Verifizierungseffizienz effektiv. Mehrere Wettbewerber können parallel arbeiten, um Einzelstörungen zu vermeiden und die Transaktionsverarbeitungsgeschwindigkeit und die Netzwerkskalierbarkeit zu verbessern.

Sicherheit:Durch einen mehrparteilichen Wettbewerbsmechanismus wird die Angriffsresistenz des Systems verbessert. Blöcke und Beweise, die von mehreren Parteien generiert werden, erhöhen die Transparenz und Sicherheit des Systems, sodass es für eine einzelne Entität schwierig ist, es zu kontrollieren oder anzugreifen.

● Vorteile

EVM-Kompatibilität: BCR ist vollständig kompatibel mit der Ethereum Virtual Machine (EVM), sodass bestehende Ethereum-Smart Contracts und dApps ohne wesentliche Änderungen problemlos zu BCR migrieren können.

Hohe Durchsatzleistung:Da BCR Transaktionen parallel verarbeiten und Blöcke generieren kann, wird die Durchsatzrate des Netzwerks erheblich erhöht. Es ist in der Lage, höhere Transaktionsvolumen zu bewältigen, während Transaktionskosten und Latenz reduziert werden.

Dezentralisierung: Die dezentrale Blockgenerierung und der Nachweismechanismus gewährleisten die Dezentralisierung des Netzwerks und reduzieren das Risiko einer Kontrolle durch zentralisierte Einheiten.

● Nachteile

Erhöhte Komplexität:Die Komplexität des Systems erfordert ausgeklügelte Algorithmen und Protokolle, um die Blockgenerierung und -verifikation unter mehreren Wettbewerbern zu koordinieren. Smart Contracts benötigen möglicherweise zusätzliche Logik, um mit Wettbewerbsergebnissen umzugehen.

Potenzielle Probleme:In BCRs Wettbewerbsmechanismus können mehrere gleichzeitig rechnende und Blöcke einreichende Wettbewerber zu erhöhten Gebühren führen. Benutzer können insbesondere in geschäftigen oder hochkompetitiven Phasen mit höheren Transaktionskosten konfrontiert sein. Darüber hinaus können ressourcenreiche große Knoten den Wettbewerb dominieren und so zu Zentralisierung führen.

BBR (Based Booster Rollup)

In BBR ist ein Booster ein spezieller Teilnehmer, der für die Optimierung von Transaktionsbatches, die Komprimierung von Transaktionsdaten und die Verarbeitung mehrerer Transaktionsbatches parallel verantwortlich ist. Seine Hauptfunktion besteht darin, Ausführung und Speicherung zu trennen, um sicherzustellen, dass während L2 die Ausführung handhabt, L1 dezentral bleibt und Smart Contract-Adressen auf L1 und allen BBRs konsistent bleiben.

Allerdings sieht sich BBR Herausforderungen wie erhöhter Systemkomplexität, Ressourcenverbrauch und potenzieller Zentralisierung gegenüber. Zukünftige Entwicklungen erfordern weitere Optimierung und Erweiterung, um den sich entwickelnden Anforderungen der Blockchain-Technologie gerecht zu werden.

Bildquelle: Taiko Labs

Fazit

Derzeit stellt Based Rollup eine bedeutende Veränderung in den Ethereum Layer 2 Skalierungsmethoden dar. Es delegiert die Rollup-Sequenzierung direkt an Layer 1-Anbieter und nutzt das Design der Trennung von Anbieter und Anbieter-Erstellung. Dadurch kann Layer 1 alle Sequenzierungsaufgaben für Rollup durchführen. Gleichzeitig erweitert es MEV, indem es L2-Sucher ermöglicht, Transaktionen zu bündeln und an L2-Ersteller zu senden, die auch L1-Sucher sind. Diese vollständigen L2-Blöcke werden dann Teil von L1-Blöcken und letztendlich von L1-Erstellern und dem Ethereum-Hauptnetz verarbeitet.

Es bleibt abzuwarten, ob Based Rollup als ultimative Lösung für Rollups betrachtet werden kann, aber es stellt zweifellos eine bedeutende Innovation im Ethereum Layer 2 Scaling dar und bietet eine sicherere und dezentralisierte Lösung. Wenn wir dasselbe Denken auf das Bitcoin-Ökosystem anwenden, wird es zweifellos eine Herausforderung sein, eine native und dezentralisierte VM mit der Erweiterbarkeit von Ethereum zu erreichen. Die gesamte Branche hat noch einen langen Weg vor sich, um das Problem einer wirklich dezentralisierten Skalierung zu lösen.

Erweiterte Links:

【1】Auf Rollups basierende — Superkräfte aus der L1-Sequenzierung

【2】Die verschiedenen Arten von ZK-EVMs

Referenzartikel

【1】Das Spiel des Kredits: Rollups manipuliert durch Multi-Signierung und Ausschüsse

【2】Taiko-Forschungsbericht: Ethereum-Layer-2-Lösung, die nahtloses Scaling und vollständige Kompatibilität erreicht

Erklärung:

1. Dieser Artikel wurde aus [reproduziertTechflowdeep Tide], Originaltitel „Von der Theorie zur Praxis: Kann Based Rollup das L1 sort-driven Rollup-Schema implementieren?“, das Urheberrecht gehört dem ursprünglichen Autor [YBB Capital Researcher Ac-Core]. Wenn Sie Einwände gegen den Nachdruck haben, kontaktieren Sie bitte Gate Learn TeamDas Team wird es so schnell wie möglich gemäß den relevanten Verfahren bearbeiten.

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