Em outubro de 2020, o co-fundador da Ethereum, Vitalik Buterin, apresentou o “Centro de Roteiro da Ethereum Centrado em Acúmulos”. Atualmente, vivemos em um ecossistema dominado por vários Acúmulos. Embora o roteiro de Acúmulos da Ethereum tenha trazido vantagens significativas, como melhorar a experiência do usuário, também desencadeou uma série de novos desafios. Por exemplo, os desenvolvedores frequentemente enfrentam dilemas de fragmentação e tomada de decisões ao lidar com um ecossistema diversificado de Acúmulos. Além disso, os sequenciadores centralizados levaram a problemas como censura de transações e exploração de Valor Extraível por Mineradores (MEV), o que causa a alguns usuários custos ou experiências operacionais injustas.

As soluções mainstream atuais incluem Sequenciadores Compartilhados e Acúmulos Baseados para resolver os problemas apresentados pelos sequenciadores centralizados. Sequenciadores Compartilhados oferecem serviços de sequenciamento unificado para várias cadeias Layer 2, mas, como terceiros, eles têm problemas de confiança e mecanismos de incentivo. Por outro lado, os Acúmulos Baseados dependem de proponentes Ethereum L1 para sequenciamento, o que aumenta a descentralização. No entanto, o tempo de confirmação da transação depende do tempo de bloco do Ethereum L1 (cerca de 12 segundos), o que não permite alcançar a finalidade rápida.

O Contexto Histórico das Pré-confirmações

Pré-confirmações, ou 'Pré-confs', podem ser entendidas como uma forma de 'pré-visualização confiável antes da confirmação final.' Uma simples analogia é quando você faz uma reserva em um restaurante: o restaurante confirma sua reserva, mas você ainda não chegou. Isso é uma forma de pré-confirmação. Você recebeu um compromisso confiável que garante um lugar para você no horário especificado, o que economiza o tempo que você gastaria esperando na fila.

Pré-confirmações não são um conceito novo. Nos primeiros dias do desenvolvimento do Bitcoin, a comunidade do Bitcoin introduziu o conceito de "0conf." Isso se referia a tratar uma transação como válida antes que a rede Bitcoin a confirmasse completamente. Isso reduziu o tempo de espera para a confirmação final da transação. Em 2023, Uri Klarman estendeu essa ideia para o Ethereum por apresentandoo conceito de 'Preconfirmações Encadeadas'. A ideia principal é que os futuros pré-confirmadores não só podem pré-confirmar a transação atual, mas também herdar as pré-confirmções feitas por todos os pré-confirmadores anteriores. Primev então avança ainda mais @muratlite"/primev-v01#What-is-Primev"> explorou esse conceito, propondo um novo mecanismo de licitação chamado "Preconfirm (Pré-conf)" que permite a uma aliança de construtores de bloco comprometer-se a incluir uma transação em blocos futuros dentro de uma janela de tempo específica, para que os usuários possam participar de licitações de pré-confirmação.

(Primevestá desenvolvendomev-commit, uma plataforma descentralizada projetada especificamente para coordenar transações MEV. Ao usar compromissos criptográficos em tempo real e mecanismos eficientes de licitação, ajuda os usuários e provedores a garantir a confiabilidade e velocidade das transações. É aplicável a cenários complexos que requerem confirmação e execução rápidas, como pré-confirmações e outras estratégias de negociação de alta frequência.

Justin Drake aprofundou ainda mais esse conceito ao propor a ideia de "acúmulos"Pré-confirmações baseadasAtualmente, muitos sistemas de Camada 2 usam sequenciadores centralizados, que oferecem uma vantagem significativa ao fornecer pré-confirmações. Essa confirmação indica que o sequenciador se comprometeu a incluir a transação do usuário em um bloco futuro. No entanto, essa confirmação não é final; os usuários ainda podem encontrar reordenação ou cancelamento de transações. O mecanismo de "Pré-confirmação Baseada" proposto por Justin Drake tem como objetivo fornecer pré-confirmação imediata enquanto garante que a L1 conclua a sequência descentralizada (Acúmulo Baseado).

A Proposta e Otimização do Mecanismo de Pré-confirmações Baseadas

O conceito de Acúmulos Baseados foi primeiro introduzido por Vitalik Buterin em seu artigo de 2021“Um Guia Incompleto dos Acúmulos”. Neste artigo, Vitalik introduziu a ideia de "Total Anarchy", que descreve um ambiente totalmente descentralizado onde qualquer pessoa pode enviar lotes de transações a qualquer momento, sem nenhuma restrição.

Em março de 2023, Justin Drake esclareceu ainda mais o conceito de Acúmulos Baseados em seu artigo.“Com base em acúmulos - superpotências da sequenciação L1”. Quando a sequência de um acúmulo é impulsionada pelo L1, é referido como um Acúmulo Baseado ou um Acúmulo Sequenciado pelo L1. Nesta arquitetura, a geração e sequência dos blocos do acúmulo são realizadas pelos proponentes no L1, que podem colaborar com pesquisadores e construtores para incluir diretamente os blocos do acúmulo nos blocos do L1. É importante destacar que, por padrão, os blocos do Acúmulo Baseado são construídos por construtores do L2, portanto, os Acúmulos Baseados não acrescentam à carga dos validadores do L1.

Para mais detalhes sobre Acúmulos Baseados, você pode conferir o artigoO que é Based Rollup, Herdando a Vitalidade do Ethereum?

Ao transferir a responsabilidade da sequenciação de transações para L1, os Acúmulos Baseados herdam a segurança e a vivacidade de L1, enquanto otimizam o desempenho de L2. Esse mecanismo traz várias vantagens, como a redução dos custos de infraestrutura e operacionais para L2. No entanto, ainda existem desafios, como o fato de que a maior parte do MEV (Miner Extractable Value) gerado pelos Acúmulos Baseados flui para L1. No entanto, isso não é um problema principal, uma vez que os Acúmulos Centralizados geram receita principalmente das taxas de transação de L2 e das oportunidades de MEV, sendo as primeiras a principal fonte de receita e as últimas exigindo custos significativos de infraestrutura e manutenção. Os Acúmulos Baseados preservam as taxas de transação de L2 como sua principal fonte de receita, enquanto terceirizam o papel de proponentes para os construtores de L1, reduzindo assim os custos de infraestrutura e operacionais. Outro desafio é que os Acúmulos Baseados não podem alcançar uma finalidade de transação rápida. Como os tempos de confirmação de transação do Acúmulo Baseado dependem inteiramente dos tempos de bloco do Ethereum L1 (atualmente cerca de 12 segundos), isso contrasta fortemente com as rápidas confirmações suaves fornecidas por sequenciadores centralizados.

Para abordar o problema da velocidade de confirmação de transações em Based Rollups, Justin Drake introduziu o conceito dePré-confirmações baseadasem novembro de 2023. Ele usa a execução de Slash para fornecer pré-confirmação para Acúmulos Baseados. Na proposta inicial, Justin Drake destacou duas pré-requisitos principais: primeiro, os proponentes L1 devem optar por condições adicionais de penalização para se tornarem pré-confirmandos (um mecanismo de re-staking); segundo, os proponentes L1 devem ser capazes de garantir a inclusão de transações na cadeia (listas de inclusão).

Posteriormente, Justin Drake otimizadoa proposta, que permite acúmulos a usar o Ethereum L1 para sequenciamento compartilhado e pré-confirmação sem a necessidade de um hard fork. Na nova proposta, alguns validadores se tornam voluntariamente sequenciadores, enquanto validadores que não desejam sequenciar transações se tornam “includers”. Os includers podem incluir transações, mas não as sequenciam. Sequenciadores podem reordenar transações dos includers e até mesmo inserir transações adicionais. Os usuários podem enviar transações de duas maneiras: primeiro, enviando a transação para um backup mempool e pagando uma pequena taxa para que os includers a incluam; segundo, comunicando-se com o próximo sequenciador, pagando uma taxa de pré-confirmação mais alta para solicitar a pré-confirmação. Se o sequenciador não conseguir liquidar a transação dentro dos slots designados, os includers ainda podem processar essas transações.

Em comparação com a proposta inicial, a solução otimizada utiliza diretamente a segurança econômica do Ethereum L1, o que permite que os proponentes do L1 se tornem sequenciadores voluntariamente sem medidas adicionais de penalização. Isso reduz a dependência de infraestrutura adicional.

Do Conceito à Prática: A Aplicação das Pré-confirmações Baseadas

Taiko: O Pioneiro no Desenvolvimento e Promoção de Rollups Baseados

Desde a segunda metade de 2023, Taiko tem evoluído para se tornar um Acúmulo Baseado. Como um Acúmulo Baseado, Taiko depende de um sistema de proponente descentralizado onde os proponentes executam clientes específicos (taiko-geth) e permanecem sincronizados com a mempool L2. Quando um proponente detecta um lote de transações que pode formar um bloco lucrativo, eles submetem o bloco pré-compilado para o Ethereum L1.

No fluxo de processamento de transações, as transações enviadas pelo usuário no Taiko primeiro entram na mempool L2. Os pesquisadores L2 procuram transações lucrativas dentro da mempool e as empacotam em lotes de transações L2. Os pesquisadores L1, como proponentes de blocos L2, então classificam esses lotes de transações L2 em blocos L2, que são posteriormente incluídos em seus pacotes de transações L1 e integrados a um bloco L1. Por fim, os validadores L1 verificam e enviam esses blocos para a cadeia principal do Ethereum para garantir a finalidade da transação.

Para melhorar a eficiência, a Taiko introduz um mecanismo de pré-confirmação. Os proponentes podem publicar informações de pré-confirmação para outros participantes na rede antes de enviar oficialmente um bloco. Isso os notifica quais transações serão incluídas no próximo bloco. Além disso, os proponentes podem regularmente publicar pequenos lotes de pré-confirmação em sequência para construtores de blocos, que podem então optar por liberar essas transações pré-confirmadas em lotes menores para L1, em vez de um único bloco de dados grande, reduzindo assim os custos de publicação de dados.

Além disso, em um sistema de proponente descentralizado, vários proponentes podem tentar enviar blocos contendo as mesmas transações simultaneamente. Em tais casos, apenas um bloco será aceito pelo L1, e os outros serão revertidos, e os proponentes sem sucesso perderão suas taxas de bloco. Para mitigar esse conflito potencial, o Taiko introduz um mecanismo de eleição de líder. Em qualquer momento dado, apenas um proponente é eleito como líder, concedendo a eles direitos exclusivos para finalizar o bloco. Isso garante que o bloco criado pelo líder seja adicionado ao blockchain, enquanto os blocos criados por outros proponentes são descartados, evitando assim múltiplos blocos conflitantes e perdas de taxas para proponentes falhos.

Puffer UniFi: Reformulando o Ecossistema da Cadeia de Aplicativos Descentralizados

Finanças Puffertambém introduziu uma solução baseada em pré-confirmação,Puffer UniFi. Como um Rollup Baseado, a sequência de transações na UniFi é terceirizada para o Ethereum L1, enquanto o mecanismo de pré-confirmação no Puffer UniFi é implementado através do acúmulo nativo do Puffer.validadores de restaking.

Em termos de processo, as transações enviadas pelos usuários são primeiro tratadas pelos validadores Puffer, que estão registrados como nós de “Native Restaking” no Ethereum. Os validadores fornecem compromissos de pré-confirmação aos usuários em aproximadamente 100 milissegundos, o que rapidamente os informa que suas transações foram recebidas e serão incluídas em blocos futuros. Para garantir que os validadores cumpram seus compromissos de pré-confirmação, a Puffer também implementou o mecanismo UniFi AVS, que impõe condições adicionais de penalidade aos validadores. Após fornecer a pré-confirmação, os validadores Puffer empacotam essas transações com outras e as enviam para o Ethereum L1. Por fim, o Contrato Sequencer Puffer, parte do contrato inteligente Puffer UniFi, aceita transações em lote e garante que o estado da transação tenha sido confirmado e não possa ser revertido.

De acordo com o mais recente roadmap, O testnet da UniFi da Puffer está programado para ser lançado em setembro de 2024, e o mecanismo UniFi AVS deve entrar em operação no quarto trimestre de 2024, juntamente com a mainnet da UniFi.

A visão da Puffer UniFi é abordar a fragmentação atual da liquidez entre as cadeias. No futuro, as aplicações construídas na Puffer UniFi serão consideradas como cadeias de aplicativos independentes. Essas cadeias de aplicativos dependem da sequência L1 e dos mecanismos de pré-confirmação fornecidos pela UniFi, que reduzem os custos de desenvolvimento e possibilitam a interoperabilidade perfeita com outros Acúmulos sequenciados L1 ou cadeias de aplicativos. Por exemplo, considere o usuário Alice, que deseja usar tokens do Acúmulo A como garantia para emprestar ativos no Acúmulo B. Como tanto o Acúmulo A quanto o Acúmulo B dependem dos mesmos validadores Ethereum L1 para a sequência de transações, o validador pode lidar com as transações de Alice em ambos os Acúmulos dentro do mesmo bloco Ethereum. Isso permite que Alice opere em diferentes Acúmulos sem a necessidade de pontes complexas entre cadeias.

O que mais vale a pena assistir?

Além dos dois projetos mencionados acima, existem outros desenvolvimentos importantes relacionados às pré-confirmações. Por exemplo, a Primev lançou a plataforma mev-commit, que pode fornecer serviços de pré-confirmação para qualquer Acúmulos Baseados. A Primev também propôs uma solução combinando mev-commit e listas de inclusão (IL) para pré-confirmações de blob. Enquanto isso, a Espresso tem@EspressoSystems/bft-and-proposer-promised-preconfirmations">introduziu o modelo de pré-confirmação prometido pelo proponente, permitindo que cada Acúmulo personalize a ordem de sequenciamento e as condições de penalidade das pré-confirmações prometidas pelo proponente. Spire tem lançadoo Registro Pré-confirmação, um sistema onde proponentes (como grandes operadores e apostadores independentes) podem postar garantias em ETH. Chainbound também temreveladoBolt, um protocolo que permite que os proponentes do Ethereum façam compromissos sobre o conteúdo de seus blocos.

Além disso, para simplificar a experiência do usuário e coordenar melhor as solicitações pré-confirmação, os pesquisadores estão explorando a introdução de portais de pré-confirmação para abstrair a complexidade das pré-confirmações dos usuários. Através dos portais, os proponentes podem delegar seus direitos de pré-confirmação, e o portal lida com tarefas mais complexas, como comunicar-se com os usuários e manter a disponibilidade dos nós completos. Projetos notáveis de portais de pré-confirmação incluem Aestus, Titã e Ultra Som.

Diante da fragmentação atual da liquidez dentro do ecossistema de acúmulos, os Acúmulos Baseados são amplamente vistos como uma solução potencial eficaz. Por exemplo, Adam Cochran, um parceiro da Cinneamhain Ventures, twittou que os Acúmulos Baseados poderiam resolver os desafios econômicos da Camada 2 da Ethereum. A pré-confirmação desempenha um papel crucial na melhoria da experiência do usuário dos Acúmulos Baseados. À medida que vários protocolos importantes continuam a progredir positivamente, continuaremos a monitorar os últimos desenvolvimentos nesta área.

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