Préface

Ethereum fonctionne sur le principe que chaque nœud stocke et exécute chaque transaction soumise par les utilisateurs. Pour mettre à l'échelle l'ensemble du réseau, Ethereum a adopté la solution Rollup. En d'autres termes, cela déplace le traitement de la plupart des transactions hors chaîne (L2), réduisant ainsi la charge sur le mainnet Ethereum (L1) et abaissant les frais de transaction. Rollup = un ensemble de smart contracts sur L1 + un réseau de nœuds sur L2, qui comprend à la fois des smart contracts on-chain et des agrégateurs off-chain. Il s'appuie sur Ethereum pour le règlement, le consensus et la disponibilité des données, tout en étant uniquement responsable de l'exécution des transactions. Les nœuds du réseau L2 se composent de plusieurs parties, dont la plus critique est le séquenceur. Cependant, actuellement, les séquenceurs des Rollups sont confrontés à des problèmes de centralisation.

Rollup et Séquenceur

Rollup est une solution de mise à l'échelle pour Ethereum (L1) qui exécute des transactions hors chaîne et les regroupe en blocs. Pour chaque bloc, Rollup publie les données nécessaires pour reconstruire l'état de la chaîne (en tant que source de disponibilité des données) vers la couche de disponibilité des données et publie des preuves de la correction de l'exécution hors chaîne vers la couche de règlement. Les Rollups se déclinent en deux types : dans le cas de ZK-rollup, une preuve à divulgation nulle est publiée avec chaque bloc, tandis que, dans le cas de l'optimistic rollup, une preuve de fraude n'est publiée que lorsqu'un litige survient. Après EIP-4844, lorsque la publication des données passe à des blobs, cette couche pourrait être appelée la « couche de publication des données ». Les contrats intelligents Rollup sur L1 vérifient les preuves publiées. Chaque Rollup a un ou plusieurs ponts pour permettre le transfert de données entre les chaînes ainsi que les dépôts et les retraits.

Dans la logique de mise en œuvre de Rollup, le séquenceur est un composant clé chargé de recevoir les demandes de transaction sur L2, de déterminer leur ordre d'exécution et de regrouper les transactions en lots qui sont finalement envoyés au contrat intelligent Rollup sur L1. Cela joue un rôle crucial dans l'amélioration de l'efficacité du traitement des transactions et la réduction des coûts.

Les fonctionnalités et les principes de fonctionnement du séquenceur peuvent être résumés en quatre parties:

1. Transactions de réception : Le séquenceur reçoit des demandes de transaction de la part des utilisateurs ou des applications. Ces transactions sont d'abord traitées sur L2, plutôt que directement sur le réseau principal d'Ethereum.

2 Transactions de commande: Le séquenceur est responsable de la mise en ordre des transactions reçues, déterminant leur séquence d'exécution. Ce processus est similaire à ce que les mineurs d'Ethereum font avant de regrouper les transactions en blocs.

3 Transactions d'emballage: Le séquenceur emballe les transactions ordonnées en lots qui contiennent des informations résumées sur plusieurs transactions.

4 Soumission à L1: Enfin, le séquenceur soumet les lots de transactions emballés au mainnet Ethereum (L1) pour le règlement et le stockage des données. Cela permet à L1 de vérifier et de stocker les mises à jour d'état de L2.

Bien que la technologie Rollup offre une solution de mise à l'échelle efficace, il existe encore des problèmes dans la conception et la mise en œuvre des séquenceurs, le principal étant le problème de centralisation. La plupart des projets Rollup actuels s'appuient sur des séquenceurs centralisés, généralement contrôlés par une entité unique ou quelques entités, ce qui pose les risques évidents de manque de transparence et de points uniques de défaillance.

En laissant de côté les explications rigides ci-dessus, les discussions sur les solutions de séquenceur décentralisées pour L2, comme mentionné dans les articles précédents de YBB Capital, que ce soit la solution L2 de Metis, qui ouvre directement la mise en jeu des nœuds de piscine de séquenceur sur le marché, ou le projet indépendant Espresso, leur essence est la distribution de la "part du gâteau" du séquençage et les attentes futures du marché. Par conséquent, l'intérêt et la justesse de l'orthodoxie sont les points clés inévitables.

Contexte historique et conception de Based Rollup

Source de l'image : @drakefjustin

Le concept de Rollup a été proposé pour la première fois par le fondateur d’Ethereum, Vitalik Buterin, qui envisageait initialement d’atteindre un état d'« anarchie totale » totalement sans contrainte pour permettre une expansion illimitée des transactions. Compte tenu des problèmes actuels avec les séquenceurs, en 2023, le chercheur Ethereum Justin Drake a proposé une solution appelée Based Rollups, où les séquenceurs sont gérés par Ethereum L1 lui-même. Les détails sont les suivants (source : voir lien de l’extension 1) :

Définition :

Lorsque la séquence de Rollup est pilotée par la couche de base (L1), on parle de séquençage de Rollup basé sur L1 ou piloté par L1. Plus précisément, un Rollup basé sur L1 signifie que le prochain proposant de L1 peut travailler sans autorisation avec des chercheurs et des constructeurs de L1 pour inclure le prochain bloc Rollup dans le prochain bloc L1.

Avantages:

●Liveness :Le Rollup basé bénéficie des mêmes garanties de continuité que le L1. Notez que les Rollups non basés avec des trappes de sortie ont une continuité réduite (les trappes de sortie sont un mécanisme de sécurité dans les Rollups qui permet aux utilisateurs de retirer en toute sécurité des actifs du L2 vers la chaîne principale L1 en cas de problèmes du système Rollup. C'est similaire à une sortie de secours).

Garanties de règlement plus faibles: Les transactions par les échappatoires doivent attendre une période de temps d'attente avant que le règlement ne soit garanti.

MEV provenant de la censure :Les Rollups avec échappatoires sont vulnérables aux effets MEV négatifs de la censure séquenceur à court terme pendant la période de temps mort.

Effets de réseau en danger : Les sorties massives déclenchées par des défaillances de vivacité du séquenceur (par exemple, une attaque de 51% sur les mécanismes de séquençage PoS décentralisés) perturberont les effets de réseau de Rollup. Notez que, contrairement à L1, Rollup ne peut pas récupérer élégamment des défaillances de vivacité du séquenceur en utilisant un consensus social. Dans tous les designs de Rollup non basés connus, les sorties massives sont l'épée de Damoclès.

Pénalité de gaz : Les transactions réglées via des échappatoires entraînent généralement une pénalité de gaz pour les utilisateurs (par exemple, en raison d'une compression de données non optimale à partir de transactions non groupées).

●Décentralisation :Le Rollup basé hérite de la décentralisation de L1, réutilisant naturellement l'infrastructure de recherche-construction-proposition de L1. Les chercheurs et constructeurs de L1 sont incités à inclure des blocs Rollup dans leurs blocs L1 pour extraire les MEV de Rollup. Cela incite à son tour les proposants de blocs L1 à empaqueter des blocs Rollup sur L1.

●Simplicité:Le séquençage Based Rollup est le plus simple, encore plus simple que le séquençage centralisé. Based Rollup ne nécessite pas la vérification des signatures du séquenceur, des échappatoires ou du consensus externe PoS.

Note historique: En janvier 2021, Vitalik a qualifié le séquençage basé sur L1 de «Total Anarchy», ce qui comportait le risque de soumission simultanée de plusieurs blocs Rollup, entraînant un gaspillage de gaz et de charge de travail. Le schéma actuel de séparation Proposer-Builder (PBS) permet de contrôler strictement le séquençage L1, permettant au plus un bloc Rollup par bloc L1, et sans gaspillage de gaz. Lorsque le bloc n+1 de Rollup (ou pour k ≥ 1, n+k) inclut la preuve SNARK du bloc n, le gaspillage des preuves ZK-rollup peut être évité.

●Coût: Le gas superflu de Based Rollup est nul — il ne nécessite même pas la vérification des signatures des séquenceurs décentralisés ou centralisés. La simplicité de Based Rollup réduit les coûts de développement, raccourcit les délais de sortie et minimise l'exposition aux vulnérabilités du code. Le séquençage de Based Rollup est également sans jeton, évitant les charges réglementaires associées aux séquenceurs basés sur des jetons.

●Alignement économique L1:MEV dérivé de Based Rollup coule naturellement vers sa base L1. Ce flux renforce la sécurité économique de L1 et, en cas de combustion de MEV, augmente la rareté économique des jetons natifs de L1. Cette étroite convergence économique avec L1 peut aider à renforcer la légitimité de Based Rollup. Il est important de noter que, malgré le sacrifice des revenus MEV, Based Rollup conserve l'option de générer des revenus à partir des frais de congestion L2 (par exemple, sous forme de frais de base EIP-1559).

●Souveraineté: Malgré avoir délégué le séquençage à L1, Based Rollup conserve sa souveraineté. Based Rollup peut avoir un jeton de gouvernance, facturer des frais de base et utiliser les revenus de ces frais de base de manière appropriée (par exemple, Optimism finance des biens publics).

Inconvénients :

●Aucun revenu MEV :Based Rollup renonce à la MEV de L1, limitant ainsi ses revenus aux frais de base. De manière contre-intuitive, cela pourrait augmenter les revenus globaux de Based Rollup. La raison en est que le paysage Rollup semble être un jeu où le gagnant rafle tout, où le Rollup réussi peut exploiter la sécurité, la décentralisation, la simplicité et la cohérence de Based Rollup pour atteindre la domination et maximiser les revenus.

● Séquençage contraint: Déléguer le séquençage à L1 réduit la flexibilité du séquençage. Cela rend certains services de séquençage plus difficiles, voire impossibles :

○Pré-confirmation:La pré-confirmation rapide n'est pas un problème pour le séquençage centralisé et peut être réalisée grâce au consensus PoS externe. L'utilisation du séquençage L1 pour une pré-confirmation rapide est une question ouverte, avec de nombreuses orientations de recherche prometteuses, notamment EigenL, les listes d'inclusion et les Builder Bonds.

Premier arrivé, premier servi (FCFS) : Il est incertain que la séquence FCFS de style Arbitrum puisse être mise en œuvre sur Based Rollup. EigenL peut fournir une superposition FCFS pour Based Rollup séquencé sur L1.

Nommage:

Le nom “Based Rollup” vient de sa proximité avec la chaîne de base (Base L1). Cela entre en conflit de manière fortuite avec l'annonce récente de Coinbase concernant la chaîne de base. Il est intéressant de noter que Coinbase a partagé deux objectifs de conception dans leur annonce concernant la base :

●Absence de jeton :« Nous n'avons pas l'intention d'émettre un nouveau jeton réseau. »

●Décentralisation : « Nous prévoyons de décentraliser progressivement la blockchain au fil du temps. »

Base peut réaliser une décentralisation sans jeton en devenant un Based Rollup.

Source de l'image :@jchaskin22

En résumé, le cumul basé permet à quiconque de mettre à l’échelle des blocs de cumul, en publiant les changements d’état de transaction séquencés en L1 pour extraire le MEV de L2, avec tout le séquençage et la sécurité fournis par Ethereum L1. Cette approche évite d’avoir besoin d’un consensus PoS externe et de jetons Rollup spécifiques. Par rapport à d’autres Rollups qui nécessitent une fonction essentielle de « trappe d’évacuation d’urgence » pour protéger les actifs, la vision de Based Rollup élimine ce besoin, garantissant une exécution fluide des transactions sur Rollup tant qu’Ethereum continue de fonctionner en toute sécurité.

Based Rollup et Taiko Labs

Source : site officiel de Taiko

Taiko Labs est l'équipe principale développant et promouvant Based Rollup, une solution de mise à l'échelle de la couche 2 d'Ethereum. Leur vision est de résoudre les problèmes de scalabilité du mainnet Ethereum grâce à des technologies innovantes comme Based Rollup. Taiko Labs a trois principales caractéristiques :

1. Entièrement équivalent à Ethereum (Type 1) ZK-EVM: En utilisant un zkEVM de type 1 qui offre une compatibilité complète avec Ethereum, les développeurs peuvent migrer sans problème les applications décentralisées (dApps) entre Ethereum et Taiko sans se soucier des échecs d'exécution de contrat intelligent.

2.Open Source: Tout le code source de Taiko est disponible sur GitHub, permettant à quiconque de le consulter, de le construire ou de le modifier. Cette approche open source garantit que le développement de la technologie blockchain n'est pas limité à une petite équipe, mais inclut des contributions d'une communauté mondiale de développeurs.

3.Entièrement décentralisé :En plus de garantir une grande compatibilité avec l'EVM, Taiko s'engage à atteindre une pleine décentralisation. Taiko prévoit de soumettre des blocs et de générer des zkPs à travers des proposeurs et des validateurs décentralisés, garantissant la nature décentralisée du protocole.

Taiko vise à construire un ZK-EVM entièrement équivalent à Ethereum de Type 1, comme mentionné par Vitalik Buterin dans “Les différents types de ZK-EVM” (voir lien d'extension 2). Cette poursuite d'équivalence complète et sans compromis avec Ethereum vise à assurer une compatibilité totale pour vérifier les blocs Ethereum (au moins la couche d'exécution, à l'exclusion du consensus de la chaîne de balises mais incluant toutes les transactions, les contrats intelligents et la logique des comptes sans remplacer les arbres de hachage, d'état/transaction, et d'autres logiques de consensus). Par conséquent, par rapport à d'autres types, le Type 1 est la solution la plus complexe et la plus difficile à aborder pour approcher la solution native.

Source de l'image : Vitalik Buterin : "Les différents types de ZK-EVMs"

Autres structures essentielles:

Base Competitive Rollup (BCR)

Base Competitive Rollup est une solution innovante de mise à l'échelle de la blockchain développée par Taiko Labs. BCR vise à améliorer l'efficacité et la sécurité du Rollup grâce à un mécanisme compétitif, permettant à différents participants de concourir librement pour soumettre des blocs et générer des preuves, ce qui améliore ainsi les performances globales du réseau et sa décentralisation.

●Fonctionnalités

Compétition ouverte : Permet à tout participant admissible de concourir pour soumettre des blocs et générer des preuves. Ce mécanisme ouvert réduit le contrôle centralisé et renforce la décentralisation du réseau. Les concurrents sont incités à fournir de meilleurs services pour gagner des récompenses et des frais de transaction.

Mise à l'échelle efficace :Améliore efficacement l'efficacité de la génération et de la vérification des blocs. Plusieurs concurrents peuvent travailler en parallèle, évitant ainsi les points de défaillance uniques et améliorant la vitesse de traitement des transactions et la scalabilité du réseau.

Sécurité :Grâce à un mécanisme de compétition multipartite, la résistance aux attaques du système est améliorée. Les blocs et les preuves générés par plusieurs parties augmentent la transparence et la sécurité du système, rendant ainsi difficile pour une seule entité de le contrôler ou de l'attaquer.

● Avantages

Compatibilité EVM: BCR est entièrement compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), permettant aux contrats intelligents et dApps existants sur Ethereum de migrer facilement vers BCR sans modifications significatives.

Débit élevé:Étant donné que BCR peut traiter les transactions et générer des blocs en parallèle, le débit du réseau est considérablement augmenté, capable de gérer des volumes de transactions plus élevés tout en réduisant les coûts de transaction et la latence.

Décentralisation : La génération de bloc décentralisée et le mécanisme de preuve garantissent la décentralisation du réseau, réduisant ainsi le risque de contrôle par des entités centralisées.

● Inconvénients

Complexité accrue :La complexité du système nécessite des algorithmes sophistiqués et des protocoles pour coordonner la génération de blocs et la vérification entre plusieurs concurrents. Les contrats intelligents peuvent nécessiter une logique supplémentaire pour gérer les résultats concurrentiels.

Problèmes potentiels:Dans le mécanisme compétitif de BCR, plusieurs concurrents qui calculent et soumettent des blocs simultanément peuvent entraîner une augmentation des frais. Les utilisateurs peuvent faire face à des coûts de transaction plus élevés, en particulier pendant les périodes chargées ou très compétitives. De plus, les nœuds volumineux riches en ressources peuvent dominer la concurrence, entraînant une centralisation.

BBR (Based Booster Rollup)

Dans BBR, un Booster est un participant spécial chargé d'optimiser les lots de transactions, de compresser les données de transaction et de traiter plusieurs lots de transactions en parallèle. Sa fonction principale est de séparer l'exécution et le stockage, en veillant à ce que tandis que L2 gère l'exécution, L1 reste décentralisé et les adresses de contrat intelligent restent cohérentes sur L1 et tous les BBR.

Cependant, BBR fait face à des défis tels qu'une complexité accrue du système, une consommation de ressources plus élevée et une centralisation potentielle. Les développements futurs nécessiteront une optimisation et une expansion supplémentaires pour répondre aux demandes évolutives de la technologie de la blockchain.

Source de l'image : Taiko Labs

Conclusion

Actuellement, Based Rollup représente un changement significatif dans les méthodes de mise à l'échelle de la couche 2 d'Ethereum. Il délègue la séquence de Rollup directement aux proposants de la couche 1, en utilisant la conception de séparation proposant-constructeur. Cela permet à la couche 1 d'effectuer tous les rôles de séquençage pour Rollup. Simultanément, il étend la valeur de l'activité minière (MEV), permettant aux chercheurs de la couche 2 de regrouper les transactions et de les envoyer aux constructeurs de la couche 2, qui sont également des chercheurs de la couche 1. Ces blocs complets de la couche 2 deviennent ensuite partie des blocs de la couche 1, finalement traités par les constructeurs de la couche 1 et le réseau principal Ethereum.

Bien qu'il reste à voir si Based Rollup peut être considéré comme la solution ultime pour les Rollups, il représente indéniablement une innovation majeure dans la mise à l'échelle de la couche 2 d'Ethereum, offrant une solution plus sûre et décentralisée. Si nous appliquons la même réflexion à l'écosystème Bitcoin, atteindre une VM native et décentralisée avec l'extensibilité d'Ethereum sera sans aucun doute difficile. L'ensemble de l'industrie a encore un long chemin à parcourir pour résoudre le problème de la mise à l'échelle vraiment décentralisée.

Liens étendus:

【1】Rollups basés sur la séquence L1 - super pouvoirs

【2】Les différents types de ZK-EVMs

Article de référence

【1】Le jeu du crédit : Les rollups truqués par la multi-signature et les comités

【2】Rapport de recherche Taiko : solution de couche 2 Ethereum qui réalise une mise à l'échelle fluide et une compatibilité totale

déclaration :

1. Cet article est reproduit à partir de [ flux technologique profond], titre original « De la théorie à la pratique : le Rollup basé peut-il implémenter le schéma de Rollup axé sur le tri L1 ? », les droits d’auteur appartiennent à l’auteur original [YBB Capital Researcher Ac-Core], si vous avez des objections à la réimpression, veuillez contacter Équipe d'apprentissage de Gate , l'équipe s'en occupera dès que possible selon les procédures pertinentes.

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