Atualmente, a principal fonte de receita para a Camada 2 são as taxas de gás pagas pelos utilizadores quando realizam transações no Rollup. Depois de subtrair as taxas de gás pagas pela Camada2 ao enviar dados para a Camada1, o valor restante é quase puro lucro. Conforme mostrado na figura abaixo, cálculos aproximados indicam que o lucro da OP Mainnet para o período de junho a dezembro de 2023 é de aproximadamente $5,23 milhões, o lucro do Arbitum para todo o ano é de $16,5 milhões e o lucro da ZKSync Era para o período de março a dezembro de 2023 é de $22,24 milhões.

Qual é o segredo por trás de obter lucros tão grandes? Na verdade, isso tem muito a ver com os Sequencers que estão a executar.

Então, o que é um sequenciador e como funciona na Camada 2? Quais são os problemas enfrentados pelos classiadores centralizados? Como os sequenciadores simultâneos se desenvolverão no futuro? Este artigo explora estas questões em profundidade.

Princípio do Sequenciador

O sequenciador desempenha um papel crítico na Camada2. A sua principal função é receber transações dos utilizadores da Camada 2 e executá-las e, finalmente, enviar o processamento em lote formado pela ordenação e compressão das transações para a Camada1.

Talvez isso ainda seja demasiado abstrato, então vamos usar um exemplo concreto para analogia. No passado, quando os utilizadores faziam transações no Ethereum, pode ser comparado a conduzir até a cidade (Ethereum) para lidar com negócios. Quando há um pico no volume de transações, o congestionamento de tráfego ocorre naturalmente. Nesses momentos, os utilizadores só podem esperar ou pagar mais dinheiro para contratar assistência (referindo-se a validadores) para os recolher; caso contrário, não há outra maneira.

No mundo real, existem muitas soluções para resolver o congestionamento do tráfego, como desenvolver transportes públicos, alargar estradas, construir mais estradas ou implementar restrições de viagens escalonadas. A Camada 2 é a solução de transporte público da Ethereum, e o sequenciador serve como motorista de autocarro. O motorista do autocarro diz a todos que já não precisam de conduzir para a cidade eles próprios. Desde que me dêem algumas taxas de serviço (que são mais baixas do que o custo de conduzir sozinhos), vou garantir que levarei todos ao seu destino. Desta forma, poupa dinheiro e esforço. Ao mesmo tempo, para maximizar o uso do espaço no autocarro, o motorista do autocarro normalmente enche de passageiros o máximo possível. Podem também dar instruções e reorganizar os passageiros, como por exemplo colocar uma pessoa magra entre duas pessoas com excesso de peso, fazer com que os passageiros “se encaixem perfeitamente”.

Depois de compreender este processo, vamos responder a algumas das perguntas com as quais todos estão preocupados.

Quem pode executar o sequenciador?

Existem vários cenários comuns:

• Sequenciador centralizado

Esta solução é para a equipa da Camada 2 designar pessoalmente ou uma organização para executar apenas o sequenciador. Porque este método é muito eficiente e de baixo custo, é a solução favorita da equipa da Camada 2.

Claro, existem outras soluções para decidir quem pode executar o sequenciador que vou apresentar em detalhe na secção “Sequenciador Descentralizado”.

• Sequenciador completamente sem permissão

Isto significa que qualquer pessoa pode ordenar as transações e enviá-las para a Camada1. No entanto, esta solução, embora aparentemente simples e justa, também tem desvantagens óbvias. Afinal, os classificadores não são equivalentes a mineiros ou validadores na Camada1 e não aumentam a segurança final. Eles apenas enviam processamento em lote para a cadeia principal. Mesmo que vários participantes enviem processamento em lote simultaneamente, apenas um será incluído no final, resultando num desperdício de recursos de computação e gás para outros classificadores.

Que critérios utiliza o Sequenciador para ordenar?

Tipicamente, existem dois métodos de ordenação. O primeiro é o primeiro a chegar, o primeiro a ser servido, semelhante a permitir que a primeira pessoa embarque num autocarro para reivindicar um lugar e priorizar as transações que são apresentadas anteriormente. O segundo método é a classificação com base nas taxas de gás. Se um utilizador precisa urgentemente da sua transação, pode oferecer uma taxa mais elevada ao classiador. Neste caso, o classiador priorizará a embalagem da sua transação independentemente do seu pedido de envio.

A Layer2 mainstream adota principalmente o primeiro método mas, na essência, tanto o primeiro como o segundo métodos estão alinhados com o bom senso. Não existe uma regra estrita sobre como classificar na Camada2. O classificar pode até classificar como quiser, tal como um motorista de autocarro pode recusar alguém a embarcar ou dar lugares prioritários aos seus parentes e amigos, mesmo que não esteja de acordo com o bom senso.

Os sequenciadores podem ser maliciosos? Como podemos evitá-lo?

Teoricamente, os sequenciadores podem fazer o mal.

O poder de um sequenciador é realmente muito significativo. Podem cancelar intencionalmente a transação de alguém e relatar falsamente que foi bem sucedida. Também podem incluir uma transação maliciosa (como a transferência de ativos de um utilizador na Camada2 para o seu próprio endereço) entre inúmeras transações para lucrar a si próprios.

No entanto, para prevenir o potencial comportamento malicioso do sequenciador, diferentes soluções Layer2 têm diferentes mecanismos de restrição. O Optimistic Rollup adota uma abordagem à prova de fraude, que assume com otimismo que o sequenciador é honesto. Durante o período de litígio (normalmente uma semana), se não houver prova validadora de que os dados enviados pelo sequenciador para a Camada1 estão incorretos, os dados apresentados não podem ser alterados. Por outro lado, o ZK Rollup utiliza provas de validade, o que significa que o processamento em lote publicado pelo sequenciador será verificado em tempo real. Assim que a verificação for bem sucedida, as transações serão confirmadas na Camada1 sem um período de disputa.

Diagrama de operação do sequenciador da Starknet

Situação actual: Problemas causados por sequenciadores centralizados

A atual camada 2 mainstream, como OP Mainnet, Arbitrum One, Starknet e ZKSync Era, utilizam uma solução de sequenciador centralizado, com sequenciadores geridos por organizações oficiais ou afiliadas. Por exemplo, a Optimism Foundation executa o sequenciador do OP Mainnet e do Offchain Labs. Funciona no sequenciador do Arbitrum One, etc.

Um sequenciador centralizado tem muitos benefícios para os projetos de Camada 2, tais como facilidade de gestão, maior eficiência e capacidade de gerar alguma receita. Embora quase todos prometam salvaguardar os interesses dos utilizadores e não fazer o mal (nesta fase, seguem rigorosamente o padrão de classificação por ordem de chegada e primeiro a ser servido), os classiadores centralizados ainda causam preocupações a muitos utilizadores.

Fraca resistência à censura

Se o sequenciador for gerido por uma única entidade centralizada, a sua resistência à censura não pode ser comparada às dezenas de milhares de validadores ou mineiros na Camada 1. A equipa pode excluir algumas transações devido a requisitos regulamentares ou incluir algumas transações na lista negra por certos motivos. Embora a maioria da Camada2 tenha atualmente mecanismos concebidos que permitem aos utilizadores ignorar o sequenciador e enviar transações diretamente para a Camada1, os utilizadores ainda precisam de pagar custos adicionais.

Os utilizadores enviam os seus próprios planos de transação (Fonte: L2BEAT)

Atividade fraca

A atividade fraca também pode ser entendida como um único ponto de falha. Em comparação com milhares de pedidos de transação por segundo, um classificador centralizado pode não ser capaz de lidar com um volume tão elevado de pedidos simultaneamente devido a limitações de hardware e outros fatores. Quando um sequenciador fica sobrecarregado e não há sequenciadores de backup disponíveis, pode causar a falha de todo o sistema. Por exemplo, houve um período de inatividade durante a distribuição de airdrops em Arbitrum.

Obtenção de ganhos MEV impróprios

MEV significa Valor Extraível Máximo, que se refere ao rendimento adicional que os mineradores/verificadores podem obter manipulando transações (adição, eliminação e reorganização de transações). Embora normalmente determinem a ordem em que as transações são incluídas no bloco, ordenando a taxa do gás de alta para baixa, uma vez que monitorizam a ocorrência de lucros significativos, os mineiros podem adicionar transações ao bloco, apagar transações ou alterar a ordem das transações, a fim de obter outros benefícios além de recompensas em bloco. Em termos simples, pode ser entendido como “ser um jogador e um árbitro”.

Na Camada2, o sequenciador tem o poder de manipular a ordem das transações, semelhante ao minerador/validador na Camada1. Embora o sequenciador seja operado pela equipa Layer2, ainda não podemos confiar totalmente neles em essência, especialmente quando o OP Mainnet utiliza um pool de memória privada (um local onde os utilizadores armazenam temporariamente transações aguardando processamento pelo sequenciador). Isso pode ser visto como uma operação de caixa preta, mesmo que afirmem fazê-lo para impedir que outros monitorem transações e obtenham lucros indevidos de MEV.

Contratos

Mainstream Layer2 (OP Mainnet, Arbitrum One, Starknet, ZKSync Era) estão cientes dos problemas causados por sequenciadores centralizados. Então, todos propuseram as suas próprias soluções de classificação descentralizadas.

No entanto, atualmente só está refletido em documentos oficiais ou white papers. Parece que estão agora mais focados na construção da sua competitividade principal (desempenho da rede, construção de ecossistemas) do que em dispersar o seu poder e benefícios.

Sequenciadores descentralizados

A seguir, vou apresentar brevemente várias soluções de sequenciador descentralizado:

• Descentralização geográfica

Esta é uma maneira brutalmente simples de distribuir vários sequenciadores em diferentes localizações geográficas em todo o mundo e tê-los operados por empresas/organizações respeitáveis e relevantes. Podem determinar quem realiza a triagem de transações durante um determinado período através da rotação. Embora ainda problemática, esta solução oferece melhor resistência à censura e vivacidade em comparação com um único classificar centralizado.

• Leilão de sequenciadores

O Rollup pode conduzir leilões de sequenciadores diretamente através de contratos inteligentes. Qualquer pessoa pode licitar pelo direito de executar o sequenciador. Esses leilões são realizados para cada bloco e também podem ser por um determinado período de tempo. Claro, o partido que ganha no final ainda tem de prometer um determinado depósito para que possa ser punido se fizer o mal. Ao mesmo tempo, o conjunto de fundos obtidos no leilão também pode ser distribuído de forma eficaz.

• Eleição de Líder

Esta solução permite a qualquer pessoa colocar tokens (tokens nativos ETH ou Layer2) nos contratos inteligentes da Layer2. Cada encomenda que submete um lote é seleccionada aleatoriamente entre estes penhoradores (a probabilidade de ganhar também pode ser determinada) Proporcional ao valor do penhor).

• Rollup baseado

Esta é uma proposta que surgiu recentemente na comunidade Ethereum, que é deixar diretamente os validadores Ethereum assumirem a liderança na ordenação das transações da Camada 2, substituindo completamente o próprio sequenciador da Layer2. No entanto, esta solução é mais desafiadora em comparação com abordagens anteriores, e ainda há muitos problemas técnicos a resolver.

Seqüenciadores Partilhados

A essência do esquema de sequenciador descentralizado é discutir como a Layer2 pode distribuir a autoridade para executar o sequenciador, com a equipa Layer2 ainda a ser a líder neste processo. O conceito de um sequenciador partilhado refere-se à eliminação de um único sequenciador exclusivo Layer2, e vários Layer2s partilham uma rede de classificação de terceiros.

Isto tem muitos benefícios, tais como a composição atómica entre a Camada2 (diferentes transações de Camada2 no mesmo pool de memória), a prevenção de buscas MEV, etc. Atualmente, existem muitos projetos que constroem uma rede de sequenciadores partilhados, como Astria, Radius e Espresso, entre outros.

Resumo e Reflexões

Eliminar pontos únicos de falha e mitigar os riscos sistémicos é um dos espíritos da criptomoeda, e a ideia de descentralizar o sequenciador também se baseia numa extensão deste espírito até certo ponto. Mas se pensarmos nisso de uma perspectiva prática, um sequenciador descentralizado ou um sequenciador partilhado é agora perfeitamente capaz de mitigar os problemas causados por um sequenciador centralizado? Acho que não.

Do ponto de vista do MEV, tome o Ethereum como exemplo. De acordo com dados da Flashbots, desde a fusão do Ethereum, os seus proponentes de blocos estatísticos (Proposers) conseguiram uma extração REV de 288,829 ETH. (Nota: REV é o MEV que foi extraído)

Estes são apenas os dados incompletos compilados pelos Flashbots, que mostram o quão grande é o mercado MEV no Ethereum sem permissão.

O MEV gerado por operações de arbitragem benignas e apropriadas conduz à estabilidade do mercado, mas as operações maliciosas (como ataques sanduíches) realizadas sob a tentação de enormes interesses MEV terão um impacto adverso em toda a rede. Mesmo que os próprios mineiros não façam o mal, criará um mercado fora da cadeia para conluio e suborno. Isto obviamente vai contra a intenção original do conceito Ethereum e também prejudicará seriamente os interesses dos utilizadores comuns. Embora a Ethereum esteja atualmente à procura de soluções (como separar os encomendadores dos proponentes), esta situação ainda existirá a curto prazo.

O atual padrão MEV do Ethereum é formado espontaneamente pelo mercado. Então, quando o sequenciador do Rollup também for liberalizado e descentralizado, esse padrão de mercado também se formará ao longo do tempo? Em comparação com o possível ponto único de falha causado pela confiança na equipa Rollup, o caos e outro tipo de centralização causado pela concorrência desordenada no mercado também são assustadores.

Ao mesmo tempo, embora sequenciadores partilhados possam tornar diferentes Rollups interoperáveis no nível do sequenciador, se mais e mais sequenciadores partilhados de terceiros forem usados no futuro, eles se tornarão essencialmente um controlador que controla vários Rollups. A rede vai tornar-se cada vez mais poderosa. Então, o mesmo problema de centralização voltará a surgir? Precisamos de alguma solução para descentralizar o classificador partilhado? Estas questões requerem uma análise mais aprofundada.

O desenvolvimento e a descentralização da blockchain é um processo longo e difícil. A razão pela qual o sequenciador atrai a atenção é porque desempenha um papel extremamente importante em todo o Rollup. Acredito que através da exploração contínua e dos esforços no futuro, os problemas que enfrentamos hoje serão resolvidos de forma adequada.

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