Auteur : Shivanshu Madan ; Compilateur : Huohuo/Vernacular Blockchain

Une grande partie de la discussion sur Twitter ces derniers temps tourne autour de la décentralisation de la L2. Les Rollups que nous construisons sont-ils suffisamment décentralisés ? Ou sont-ils au moins sur la voie de la décentralisation ? Est-ce que ça importe?

L'idée de Rollup est simple : nous voulons que les participants hors chaîne puissent effectuer des transactions qui peuvent ensuite être facilement vérifiées en chaîne. Avec Rollup, la couche de base permet à sa base de "confiance" d'être utilisée pour des activités qui se produisent en dehors de sa sphère immédiate. En retour, Rollup verse une somme modique (loyer) pour tirer parti de cette confiance.

Avons-nous donc besoin de Rollups décentralisés ?

La réponse intuitive est oui ! C'est dans cet esprit que nous construisons la blockchain.

Cependant, je crois que la réponse à cette question n'est pas un simple oui ou non. Au lieu de cela, il a de multiples facettes qui doivent être analysées individuellement. Dans les chapitres suivants, je décomposerai cette question sous trois angles : philosophique, technologique et économique. ****Ces trois éléments ne sont pas nécessairement exhaustifs ou exclusifs, mais ils devraient donner une bonne perspective globale du problème. **

1. Perspective philosophique

Commençons par élever la conversation à un niveau supérieur : pourquoi nous soucions-nous de la décentralisation ?

Parce que nous voulons un avenir sans autorisation qui favorise l'innovation ouverte. Nous voulons que les utilisateurs puissent créer de nouvelles choses sans aucune restriction et sans avoir besoin de faire confiance à une seule entité.

Dans la courte histoire de la blockchain, de nombreux développeurs anonymes ont construit des choses incroyables. En fait, Bitcoin lui-même a été créé par une entité anonyme - il pourrait bientôt être la monnaie que la plupart des gens dans le monde utilisent pour les paiements mondiaux ! C'est le pouvoir de l'innovation sans autorisation !

La blockchain nous permet de collaborer avec des personnes qui n'ont rien en commun et nous savons qu'elles n'ont aucun moyen de briser cette confiance - Preston Evans

La fondation décentralisée de réseaux sans confiance comme Bitcoin et Ethereum nous permet de construire un tel avenir. Ensuite, il est évident que toute chaîne qui a une relation de confiance avec ces chaînes, comme Rollups, doit également être décentralisée !

En fait, cela soulève une question intéressante et importante :

** Si Rollup n'est pas décentralisé, cela signifie-t-il qu'Ethereum n'est pas décentralisé ? **

Une façon légèrement optimiste de voir cela est que dans un monde sans autorisation, les cumuls devraient être autorisés à créer tout ce qu'ils veulent, y compris (mais sans s'y limiter) des chaînes entièrement autorisées - et les utilisateurs de ce cumul devraient toujours pouvoir tirer parti de la sécurité au couche de base. Même les chaînes autorisées devraient pouvoir être utilisées en toute sécurité tant que la couche de base est décentralisée et que le cumul est "entièrement" implémenté (nous parlerons plus de "entièrement implémenté" dans la section technique).

Mais la réalité est que la plupart des rollups n'ont pas encore atteint le stade de la mise en œuvre complète et qu'ils n'offrent pas aux utilisateurs le niveau de sécurité et de fiabilité souhaité.

Alors, à quoi ressemble l'implémentation correcte du rollup ? Voyons:

2. Technologie

Pour vraiment comprendre la question de la décentralisation et de la sécurité au niveau du Rollup, nous devons l'examiner à partir des premiers principes. Peu de gens peuvent mieux expliquer les premiers principes de la blockchain que Sreeram Kannan.

Une blockchain est un registre distribué où différents nœuds du réseau suivent un protocole défini pour obtenir un consensus sur l'état du registre. Selon la façon dont ces nœuds voient le réseau, ils peuvent avoir des règles différentes pour confirmer l'état correct du réseau dans leur propre registre.

Par exemple, dans le protocole Gasper d'Ethereum, il existe deux règles de confirmation différentes - la règle disponible (basée sur la chaîne la plus lourde) et la règle finale (basée sur les blocs confirmés par le gadget).

Surtout dans les rollups, les nœuds complets ont des règles de confirmation différentes de celles des clients légers. Dans le cumul de contrats intelligents (SCR) traditionnel, le contrat intelligent (pont de vérification) a ses propres règles de confirmation. S'il n'y a pas d'événements indésirables, ces règles de confirmation finissent par coïncider dans ce que l'on appelle les "régions de cohérence". Comme son nom l'indique, dans les zones de consensus, tous les participants ont la même vue du réseau (et ont le même historique dans leurs registres).

Si toutes les règles de confirmation sont sûres, aucune mauvaise chose ne se produira. Comme Sreeram l'a partagé dans le post ci-dessus, 5 propriétés définissent principalement la sécurité de ces règles de confirmation.

1. Croissance du grand livre - La chaîne de cumul devrait continuer à croître (vivacité)
2. Résistance à la censure - Tous les utilisateurs doivent pouvoir inclure toutes les transactions dans la couche de base
3. Résistance à la restructuration - la transaction ne doit pas être rétablie une fois terminée
4. Disponibilité des données - Les données de transaction doivent être publiées quelque part
5. Validité - les transactions et les transitions d'état doivent être valides

Les 2 premières propriétés définissent ensemble l'état "en direct" du système, tandis que les 3 dernières propriétés définissent l'état "sûr".

Examinons chacun du point de vue des différents acteurs de l'agrégation et voyons lesquels peuvent être atténués sans décentralisation.

Différents acteurs s'appuient sur différents mécanismes de sécurité et de vivacité

#### Nœud complet :

Si vous exécutez un nœud complet, vous avez accès aux données publiées et pouvez les vérifier directement. Vous pouvez ensuite utiliser ces données pour effectuer vous-même des transactions et déterminer la validité des transactions et l'état final du cumul après ces transactions.

Les conditions de sécurité restantes sont donc les propriétés d'activité et la résistance à la recombinaison. Pour ces derniers, les nœuds complets s'appuient sur les validateurs de la chaîne sous-jacente et le protocole de consensus qu'ils utilisent, tandis que pour les propriétés de vivacité, les nœuds complets s'appuient sur les implémentations du séquenceur et du Rollup.

Client léger :

La plupart des utilisateurs utilisent des portefeuilles intégrés dans des nœuds légers ou utilisent des services tiers pour obtenir des données de blockchain et interagir avec la blockchain. Les nœuds légers peuvent être de différents types :

• State Validator - Vérifiez la validité des transitions d'état,
• ** DA Validator - Valide la disponibilité des données, **
• ** validateur de consensus - validant la preuve de consensus de la couche de base, ou **
• vérificateur complet - vérifie tout ce qui précède

Si vous exécutez un client léger à validateur complet, vous pouvez vérifier que les données sont disponibles via l'échantillonnage de la disponibilité des données, vous pouvez vérifier la validité des transitions d'état via des preuves de validité ou des preuves de fraude, vous pouvez également vérifier que l'état a été finalisé sur la base Consensus de couche (sur Ethereum, cela peut se faire en suivant un comité de synchronisation).

La condition de sécurité restante est alors la propriété de vivacité, et les clients légers s'appuient sur les implémentations du séquenceur et du cumul.

Contrat intelligent intégré (pont de vérification) :

Dans le SCR traditionnel, la "règle de confirmation" d'un contrat intelligent consiste à appliquer les 5 propriétés de sécurité :

• Croissance du grand livre grâce au protocole de remplacement du séquenceur
• Résister à la censure en imposant l'inclusion
• Construire une résistance à la réorganisation uniquement au-dessus de l'état précédent
• La disponibilité des données est obtenue en soumettant DA à la couche de base
• Vérification de validité via preuve de validité/fraude

Les nœuds complets de SCR s'appuient sur des contrats intelligents pour appliquer les propriétés de vivacité. Ils "absorbent" la résistance restructurante de la couche de base.

Les nœuds légers s'appuient sur des contrats intelligents pour améliorer les propriétés de vivacité et absorber la DA et la résistance à la réorganisation de la couche de base. Ils peuvent vérifier la preuve de validité eux-mêmes ou via des contrats intelligents.

Le consensus du SCR est de suivre la chaîne canonique définie par le smart contract.

** Qu'en est-il du Sovereign Rollup ? **

Les cumuls souverains n'ont pas de contrats intelligents (ponts de vérification) pour faire respecter les conditions de validité ou de vivacité. Au lieu de cela, ils prouveront qu'ils "roulent" vers un nœud de cumul en aval. Ces nœuds absorbent toujours la résistance DA et Reorg de la couche de base.

Tout comme dans SCR, les nœuds de cumul souverains ont besoin d'un mécanisme pour appliquer la propriété de vivacité. Pour définir la chaîne canonique, ils ont opté pour des mécanismes indépendants comme la diffusion de preuves p2p.

Qu'est-ce que tout cela a à voir avec la décentralisation ?

Qu'il s'agisse d'un cumul de contrat intelligent ou d'un cumul souverain, la propriété de vivacité provient de la mise en œuvre correcte du cumul. Comme nous l'avons vu plus haut, une implémentation correcte de l'agrégation doit inclure deux éléments importants :

1. mécanismes d'inclusion obligatoires, et

2. Protocole de remplacement du séquenceur

L'inclusion obligatoire contribue à renforcer la résistance à la censure. Ce mécanisme permet aux utilisateurs de "forcer l'inclusion" de leurs transactions directement dans la couche de base. Tout utilisateur du cumul peut alors forcer la sortie vers la couche de base avec ses fonds. Par conséquent, même s'il n'y a qu'un seul nœud d'agrégation centralisé pour l'agrégation, il ne peut pas censurer les utilisateurs tant qu'un mécanisme d'application mature est en place.

Mais est-ce suffisant ?

Même si les utilisateurs peuvent se déconnecter, cela peut signifier que si la plupart des utilisateurs reviennent à L1, l'entreprise n'a pas beaucoup d'incitation à continuer à fonctionner. De plus, le mécanisme d'inclusion obligatoire a généralement un long temps d'attente et peut être assez coûteux à mettre en œuvre pour l'utilisateur moyen. La résistance à la censure fournie par ce mécanisme n'est pas exactement pratique (ou en temps réel). On peut qualifier cette situation de « censure faible ».

** Ensuite, nous avons l'attribut final de vivacité - la croissance du grand livre **

Si l'assembleur centralisé devient malveillant, il peut arrêter la croissance de la chaîne récapitulative en arrêtant simplement la production de blocs. Si cela se produit, l'utilisateur ou l'entreprise ne peut rien faire pour remettre le cumul en ligne.

Pour résoudre ce problème, nous avons besoin d'un protocole de remplacement de séquenceur.

L'idée du protocole de remplacement du séquenceur est que si le séquenceur se comporte de manière malveillante, la gouvernance agrégée peut démarrer le séquenceur. L'un des moyens d'y parvenir consiste à remplacer les nœuds de séquenceur centralisés par un protocole de séquenceur décentralisé. Si le trieur est décentralisé et ne monopolise pas les blocs de construction du rollup, il est presque impossible d'arrêter le rollup.

Ainsi, alors que les fonds des utilisateurs sont toujours en sécurité dans les Rollups via le mécanisme d'inclusion obligatoire, la création d'un protocole de remplacement de commande robuste aide à maintenir les Rollups en vie et offre une résistance pratique et en temps réel à la censure.

C'est tout?

Pas assez. D'un point de vue technique, il y a encore un aspect à considérer :

Et si les contrats intelligents eux-mêmes pouvaient être mis à niveau par un comité central agrégé ? Disons que les rollups sont actuellement implémentés correctement, mais demain le comité convient que nous n'avons plus besoin de contrats intelligents, mais plutôt de diffuser des preuves de l'état du rollup sur le réseau p2p.

Si, en tant qu'utilisateur de cumul, vous n'acceptez pas une telle mise à niveau, vous devriez pouvoir quitter le cumul avant la mise en œuvre de la mise à niveau (bien qu'une fois de plus, ce n'est pas une bonne expérience utilisateur et cela peut être mauvais pour l'entreprise). Cela peut être réalisé grâce à des « mises à jour décalées de la gouvernance ». C'est comme une "période de notification" après laquelle la mise à niveau sera mise en œuvre. Les utilisateurs qui n'acceptent pas les mises à jour peuvent se retirer dans le délai de préavis.

L'extrême de la décentralisation est la possibilité d'avoir des contrats intelligents complètement immuables. Ces contrats ne sont régis par aucun portefeuille multi-signatures ou autre comité, et une fois déployés, ils ne peuvent jamais être mis à niveau.

Bien sûr, cela a ses propres problèmes. S'il y a des bogues dans le code, ou si un événement majeur nécessite la mise à jour du contrat intelligent, la seule option pour le nœud d'agrégation est de bifurquer vers le nouveau contrat intelligent - laissant les fonds des utilisateurs bloqués dans l'ancien contrat.

statut actuel

Malheureusement, l'état actuel de Rollup est loin de la mise en œuvre complète dont nous avons discuté ci-dessus. La plupart des rollups sont encore dans la phase des "roues d'entraînement", essayant de bien faire les choses.

Selon L2BEAT, Fuel v1 et DeGate sont les deux seuls agrégats qui ont mûri pour atteindre toutes les conditions d'activité et de sécurité.

3. Économie

Examinons l'économie de Rollup du point de vue des utilisateurs et des opérateurs de Rollup :

1) Expérience utilisateur - Les utilisateurs doivent bénéficier de prix avantageux et ne pas avoir à attendre trop longtemps pour les transactions

2) Rollup Profit - Il devrait être rentable pour les trieurs et les détenteurs de jetons d'exploiter Rollup

L'expérience utilisateur est optimisée lorsque les utilisateurs obtiennent des transactions rapides et bon marché.

La vitesse à laquelle les transactions sont finalisées dépend de la vitesse à laquelle les blocs de la couche de base sont finalisés. Les transactions peuvent être considérées comme définitives lorsque les données sur L1 sont finalisées. Cependant, les utilisateurs exécutant des nœuds complets peuvent également obtenir une finalité instantanée en exécutant simplement des transactions et en déterminant l'état final.

Mais il n'est pas pratique pour tout le monde d'exécuter un nœud complet. Par conséquent, un assembleur centralisé est utile car il peut fournir aux utilisateurs une "confirmation en douceur" que leur transaction est incluse dans un bloc et sera finalisée. C'est suffisant pour la plupart des cas d'utilisation. Cependant, cela implique de s'appuyer sur un parti central qui peut agir contre lui.

Alors que certaines solutions de protocole alternatif de séquenceur (par exemple basées sur les Rollups) renoncent à cette propriété au détriment des utilisateurs, d'autres solutions (par exemple le consensus POS externe (par exemple Espresso)) peuvent fournir des garanties de pré-confirmation similaires sans encourir le risque suivant : Séquenceurs centralisés.

Qu'en est-il du coût pour l'utilisateur ?

Le prix explicite d'une transaction Rollup est généralement :

Coût du gaz L2 = Coût du gaz L1 + Frais de séquenceur

Un donneur d'ordre central agissant rationnellement veut toujours maximiser ses propres profits, même si cela implique de répercuter des coûts plus élevés sur les utilisateurs. Cependant, il convient de noter que cela ne peut pas non plus nécessairement être résolu par un mécanisme de tri décentralisé. Même les nœuds POS d'un ordre décentralisé veulent maximiser leurs propres profits.

En fait, cela crée un problème de désalignement où l'agrégat peut ne pas vouloir remettre le bénéfice à un trieur externe.

Rollup Profit - En plus des frais de séquenceur, Rollup peut également générer des bénéfices en extrayant le MEV des transactions utilisateur en masse. Cette MEV est souvent difficile à attribuer car il est difficile de savoir si le donneur d'ordre a inclus certaines de ses propres transactions en amont dans le lot.

** Si le Rollup est remplacé par un consensus POS externe, ils donneront ce MEV aux opérateurs externes. **

Il convient de noter que ces deux problèmes de Rollups transférant des revenus à des mécanismes externes peuvent être résolus par des «accords commerciaux» entre les Rollups et les mécanismes externes, dans lesquels les frais et les MEV générés par les transactions internes et croisées peuvent être résolus. Redirige vers le résumé.

Cependant, comme expliqué dans l'exposé de Jon Charbonneau lors du Sommet modulaire et des messages ultérieurs, une meilleure idée pourrait être d'avoir un délégué de gouvernance cumulatif commandant à un ensemble de nœuds autorisés. Ces nœuds peuvent être stratégiquement choisis pour être dispersés géographiquement, et la gouvernance peut simplement expulser les mauvais acteurs.

** Il peut s'agir d'une solution à deux oiseaux, une pierre, car elle permet aux cumuls de conserver les marges en interne, tout en atténuant les effets néfastes des trieurs centralisés. **

Mais le contraire est qu'avec une rotation limitée des trieurs, les trieurs peuvent avoir un comportement non myope, ce qui peut conduire à une tarification monopolistique/une hausse des prix aux dépens des utilisateurs de l'agrégation.

Quoi qu'il en soit, il est clair qu'un protocole de remplacement du séquenceur est nécessaire pour que le résumé soit rentable pour les utilisateurs. Qu'il s'agisse d'une preuve de gouvernance, d'un mécanisme de consensus externe ou d'autre chose, c'est une discussion pour un autre article.

4. Conclusion

Espérons qu'il soit maintenant clair que quel que soit le chemin emprunté par Rollup, il est crucial que l'objectif soit une mise en œuvre complète avec des mécanismes matures pour le remplacement du trieur, l'inclusion forcée et les mises à jour de la gouvernance des décalages. Même s'il ne s'agit que d'inclusions obligatoires et de mises à jour retardées, les fonds des utilisateurs sont en sécurité lorsque Rollup est entièrement mis en œuvre, que le coordinateur soit centralisé ou non.

Cependant, un protocole de remplacement de séquenceur robuste pourrait améliorer les garanties de vivacité et potentiellement améliorer l'économie des utilisateurs de Rollup.