Prefácio

O sequenciador é um componente importante do Rollup, um programa de escalonamento Ethernet, que é usado para classificar transações e criar blocos, receber transações, classificar transações, executar transações e enviar dados de transações e outras operações relacionadas. Com o aumento do número de Layer2 na rede Ethernet e a prosperidade de seu ecossistema, a lucratividade da própria Layer2 e o problema de centralização têm gradualmente atraído a atenção das pessoas, por exemplo, se o componente sequenciador, que é mais importante no Rollup, pode ser descentralizado e se a distribuição dos lucros do sequenciador pode ser alcançada. Este artigo é apenas para análise e referência, não para promoção de projetos.

Breve descrição da Economia Rollup

Função do rollup:

De acordo com uma nota explicativa de @barnabemonnot, pesquisador da Ethernet Foundation, existem três funções principais que podem ser separadas no sistema Rollup: o usuário, o operador Rollup e a camada base, e o processo principal que eles aproximadamente operar é o seguinte: quando um usuário realiza transações em L2, o operador Rollup atua como uma interface entre o usuário e a camada base e, por fim, publica os dados na camada base, conforme mostrado abaixo:

1. Usuários: enviam suas transações na rede Layer2 e implantam seus ativos na Layer2 para Rollup para interações contratuais e fluxos de pagamento ao Operador Rollup;
2. Operador Rollup: representa toda a infraestrutura necessária para processar transações na rede Layer2, que também inclui uma série de outras funções, como Sequenciadores para postar lotes de transações, Executores para postar declarações, Desafiadores para reportar provas de fraude e Verificadores para calcular provas de validade, sendo as mais importantes os Sequenciadores. O mais importante são os Sequenciadores;
3. Camada Base: também entendido como nó completo, tem como finalidade proteger os protocolos dos dados publicados pelo Rollup, que é utilizado para processar e validar todas as transações, garantir que o estado do Rollup esteja correto e garantir a validade de cada transação e para excluir transações erradas, se encontradas.

Fonte da figura:@barnabemonnot

Custos de acumulação:

Custos do operador da camada 2: custos incorridos para manter um pool de transações, sequenciar o processamento em lote, calcular raízes de estado/diferenças de estado/provas de validade e outras questões relacionadas ao processamento de transações em lote, como sequenciamento, verificação de transação, geração de blocos, etc. E como o Rollup agora está centralizado, os custos incorridos são suportados pelo próprio protocolo ou pelo parceiro. E como o operador Rollup agora está centralizado, os custos incorridos são suportados pelo próprio protocolo ou por um parceiro, enquanto o processo de “compressão da transação” precisa ser liquidado na camada base.

Custos de disponibilidade de dados da camada 1: DA é o equivalente do Rollup à segurança Ethernet. Para que o Rollup publique dados na Ethernet, quando a operadora agrega um grande número de conjuntos de transações, a operadora precisa liberar os conjuntos de transações para a camada base na forma de “CallData”, em que o custo DA contribuiu para a Ethernet L1 representa a maior parte do custo total do Rollup, e o preço de mercado dos dados naquele momento é regido pelo EIP-1559.

Custo de verificação de congestionamento da Layer2: Este é um custo de impacto controverso que deve ser alocado a recursos escassos quando o fornecimento do espaço total de blocos do Rollup é incapaz de atender à demanda existente no mercado, e também reflete intuitivamente o equilíbrio dinâmico entre os preços do gás e o tráfego de rede.

Receita do rollup:

O tema trata da receita, que vem de duas fontes principais: Valor da Transação e Emissão.

Valor da transação

A essência do Rollup é expandir a capacidade do Ether, acelerar e reduzir a pressão da Camada1. A resposta à questão de saber se os ganhos relacionados com o MEV serão obtidos ou não no Rollup é de facto negativa. Porque o próprio Rollup depende do sequenciador, contando com altos e baixos gastos de Gas para sequenciamento de transações, porque não tem o conceito de bloco, então não existe Mempool em si, mas hoje em dia o Mempool privado como OP Mainnet trouxe o problema MEV , então o próprio Rollup na ausência de um “Mempool privatizado Portanto, o próprio Rollup não obterá lucro MEV sem um “Mempool privado”, em essência, o maior lucro do Rollup vem da diferença de preço entre o gás negociado.

Distribuição

A segunda fonte de receita é a emissão. A receita é gerada na camada base na forma de tokens recém-criados de produtores de blocos dos ativos criptográficos nativos da rede. Para compensar um pouco os custos de infra-estrutura dos produtores de blocos, mais produtores de blocos irão aderir assim que desta vez for gerado lucro. Estamos assumindo que o Rollup poderá pagar pelas despesas operacionais emitindo novos tokens caso o Rollup seja capaz de cunhar seu próprio Token (mas na realidade o modelo aqui será mais ambíguo e há uma variedade de maneiras de aplicar o fluxo de receita para custos de rollup).

Em relação às questões relacionadas ao equilíbrio de custos e receitas não expandem a narrativa, o acima é apenas uma breve descrição, a atualização de Cancún, até certo ponto, também afetará os problemas de lucros e perdas do Rollup, seu núcleo EIP-4844 (também conhecido como Proto-DankSharding ), conforme resumido em um parágrafo, é aliviar o problema do alto custo de DA da camada Ethernet 1, o surgimento de um “blob” de armazenamento externo temporário, o conteúdo dos dados de transação da camada 2 pode ser movido para um novo armazenamento “blob” temporário . Um “blob” de armazenamento externo temporário que move o conteúdo dos dados das transações da Camada 2 para um novo “blob” temporário. No entanto, ele realmente não armazena os dados de transação da Camada 2 na Camada 1. O benefício é que a Camada2 terá menor custo de armazenamento e velocidade mais rápida, mas ainda vale a pena explorar o impacto incerto da atual caixa preta de dados da Camada2.

Explique resumidamente como funciona o Rollup:

1. Agregação: os nós de rollup coletam múltiplas transações e criam um resumo compactado, ou seja, um bloco de rollup, que contém as informações básicas necessárias para validação de transações e atualizações de status;
2. Validação: o bloco Rollup é submetido ao blockchain principal onde um nó validador verifica a validade das transações dentro do bloco e garante que estejam em conformidade com as regras predefinidas.

Em geral, uma vez verificado um bloco, o status do Rollup é atualizado na cadeia e reflete o resultado da transação. Desta forma, a carga computacional e os requisitos de armazenamento de dados na Camada 1 são reduzidos pelo Rollup, melhorando significativamente a escalabilidade. Uma abordagem eficaz é mover a computação e o armazenamento de estado para fora da cadeia, mas manter alguns dos dados na cadeia.

O que é um sequenciador

O sequenciador é um componente central das escolhas de design do Rollup, pois é literalmente responsável por classificar os pares de transações aceitos pelo preço do gás que pagam, agrupar as transações em blocos e extrair as taxas para melhorar a ordenação de as transações e a eficiência de todo o sistema. A realidade é que todos os Rollups no Ether são atualmente executados isoladamente uns dos outros e de forma centralizada, e são gerenciados por suas respectivas equipes de Rollup. O efeito intuitivo disso é que os provedores de Rollup mantêm seus próprios sequenciadores centralizados para tornar a rede mais barata e rápida, mas isso também prejudica apenas os lucros do Rollup.

Fonte da Figura: Pesquisa Binance

Como na seção de custos e receitas do Rollup acima, seu principal lucro vem da classificação das receitas dos spreads de gás do usuário, enquanto as despesas residem principalmente no custo de disponibilidade de dados da Camada 2 para a Camada 1 e nas despesas operacionais do operador centralizado, portanto, o sequenciador coleta principalmente a taxa de transação do lado do usuário e paga a taxa DA ao Ether Simples para entender:

Receita do sequenciador = Receita de spread de gás de transação do usuário - Despesa de dados L2 a L1 - Opex do sequenciador

Diferentes esquemas de classificação para rollups de operações e rollups de Zk

Op Rollups são pacotes de um grande número de transações fora da cadeia em lotes maiores antes de serem postados no nível base. Este processo facilita a atribuição de taxas fixas às diversas transações de cada lote, reduzindo assim as taxas para os usuários. Junto com o processamento de transações em lotes, diversas técnicas de compactação, conforme descritas acima, são usadas para minimizar a quantidade de dados postados na camada base. A diferença entre os dois é que o Zk Rollups utiliza criptografia para provar a validade das transações fora da cadeia, e o Op Rollups depende de um mecanismo para detectar atividades fraudulentas para identificar imprecisões nos cálculos das transações.

Depois de enviar um Rollup em lote, ocorre um período de desafio durante o qual qualquer pessoa pode contestar o resultado da transação de convolução gerando uma prova de fraude. Após uma prova de fraude bem-sucedida, o protocolo Rollup reexecuta a transação e ajusta o estado da convolução de acordo. Além disso, uma prova de fraude bem-sucedida faz com que a aposta do sequenciador seja cortada, pois o sequenciador inclui a transação executada incorretamente em um bloco. Neste processo, uma prova de fraude bem-sucedida resulta na perda da participação do sequenciador se o sequenciador incluir a transação executada incorretamente em um bloco. No final do período de desafio, se o lote contínuo permanecer não verificado (ou seja, todas as transações forem executadas corretamente), ele será reconhecido como válido e incluído na camada base. O OP no problema do sequenciador na implementação é usar um sequenciador de múltiplas cadeias, mas com compartilhamento único.

ZK Rollups reduz a quantidade de dados que precisam ser carregados no blockchain, agregando transações em lotes que são processados fora da cadeia. Seus sequenciadores combinam as alterações necessárias para representar todo o lote de transações em uma única, ao invés de transmitir cada transação individualmente, processo que gera provas de validade para verificar se as alterações de estado estão corretas. Portanto, Zk Rollups dependem de provas de validade de conhecimento zero em vez de provas de fraude, e o sequenciador coleta dados de transação de L2 e é responsável por enviar (e, dependendo da arquitetura específica, também pode ser responsável pela publicação) provas de conhecimento zero para L1. Se o sequenciador se comportar de forma maliciosa, suas apostas serão cortadas, o que o motiva a publicar blocos válidos (ou lotes de provas). Os provadores (ou sequenciadores, se combinados em uma única função) justificam esses novos estados e execuções em virtude da geração de provas infalsáveis da execução da transação.

O sequenciador então envia essas provas, juntamente com os dados da transação ou pelo menos as diferenças de estado, ao contrato validador na rede Ethernet principal. Tecnicamente, as funções do sequenciador e do provador poderiam ser combinadas em uma só. No entanto, uma vez que tanto a geração de provas como o sequenciamento de transações exigem habilidades altamente especializadas para serem adequadamente realizados, a divisão dessas tarefas evita a centralização desnecessária em projetos convolucionais.

Em muitos casos, o sequenciador realiza provas de conhecimento zero enquanto apenas envia alterações no estado L2 para L1 e fornece esses dados na forma de um hash verificável para o contrato inteligente validador na rede Ethernet principal. Como o Zk Rollups exige apenas prova de validade para concluir a transação, não há atraso na transferência de fundos de ou para o Zk Rollups para o nível base. Assim que o contrato Zk Rollups confirmar a prova de validade, a transação de saída é executada.

Centralização e Descentralização de Classificadores

Os classificadores têm pontos centralizados e descentralizados, o sequenciador L2 atual é centralizado, mas o sequenciador descentralizado no futuro também é particularmente importante, do ponto de vista ideológico, na existência de pressupostos de confiança, a premissa de um único sequenciador centralizado não é desejável. Porém, o sequenciador não é indispensável, é apenas o Rullup no design da escolha, pois não há nenhum novo programa para substituir e o Rollup está usando o sequenciador para resolver a classificação da transação, então apenas o sequenciador centralizado atual para fazer uma análise de o progresso atual do Rollup conforme mostrado nos dados oficiais do L2BEAT.

• Sequenciador Centralizado

Vantagens: Pode melhorar muito a velocidade de confirmação da transação e reduzir os custos de transação, experiência de transação amigável do usuário;

Desvantagens: os defeitos mais importantes de um único ponto de risco de tempo de inatividade e monopólio, problemas de ponto único de tempo de inatividade não precisam de mais elaboração, hoje em dia os eventos de tempo de inatividade Rollup não são algo novo, e o monopólio do risco também é evidente, a máquina de triagem centralizada obtém, sem dúvida, o direito de classificar a transação, a fim de maximizar facilmente os seus próprios benefícios e, em segundo lugar, também provocará a relativa fraqueza da anti-revisão.

• Classificadores descentralizados

Vantagens: Usar ou não uma máquina de triagem descentralizada parece ter se tornado um critério importante para medir se o Rollup é verdadeiramente descentralizado ou não, suas vantagens são evidentes, pode aumentar o grau de descentralização a um grau muito forte, para evitar o operador de cometer males, o que em grande medida garante a segurança dos bens dos utilizadores, bem como evita eficazmente que o Rollup experimente todo o tipo de fenómenos de inatividade.

Desvantagens: O custo de melhorar a descentralização e a segurança é reduzir a velocidade das transações ou aumentar os custos de transação, o que leva, até certo ponto, à redução da experiência interativa do usuário.

Fonte da figura:L2BEAT

Fonte da figura:L2BEAT

Diferentes tipos da segunda camada

Em seu recente artigo “Diferentes tipos de camada 2”, Vitalik mencionou que a tendência de heterogeneidade nos projetos da camada 2 se tornará cada vez mais óbvia no futuro, e que esta tendência continuará, como as cadeias públicas tradicionais representadas pela Arbitrum, Otimismo e Scroll, e o recente desenvolvimento dos ecossistemas EVM representados por Kakarot e Taiko, pelas seguintes razões:

• Alguns projetos que atualmente são Camada 1 independentes estão procurando se aproximar do ecossistema Ether, e esses projetos podem querer fazer uma transição gradual e potencialmente se tornarem Camada 2. Mas porque a tecnologia não está pronta para colocar tudo num Rollup;
• Alguns projetos centralizados desejam fornecer mais garantias de segurança aos seus usuários e estão explorando caminhos baseados em blockchain. Em muitos casos, estes projetos teriam explorado “cadeias de consórcios permitidas” na última era. Na realidade, podem exigir apenas uma descentralização a nível de “casa de recuperação”. Além disso, o rendimento destes projectos tende a ser elevado, pelo que nem sequer são adequados para um desenvolvimento contínuo, pelo menos a curto prazo;
• Aplicações financeiras fracas, como jogos ou aplicações sociais, também querem ser descentralizadas. No caso das redes sociais, a realidade é que diferentes partes da aplicação precisam de ser tratadas de forma diferente: atividades raras e de alto valor, como registo de nome de utilizador e recuperação de conta, devem ser acumuladas, enquanto atividades frequentes e de baixo valor, como publicações e as urnas exigem apenas menos segurança. O risco de os posts desaparecerem devido a falhas na cadeia é tolerável. Se uma falha na cadeia fizer com que você perca sua conta, isso será um problema muito maior.

Embora os aplicativos e usuários atuais em Ether Layer1 tenham que pagar apenas uma pequena taxa de Rollup no curto prazo, neste artigo gostaríamos de ilustrar se os usuários conseguirão retirar ativos com segurança da Camada 2 para a Camada 1 sem problemas, ou seja, o “ retiradas obrigatórias” e os recursos de “saída de emergência”, conforme explicado por Faust no link para as extensões relevantes [1].

Fonte da figura:Diferentes tipos de camada 2s

Se você possui um ativo que está na Camada 1, mas precisa ser depositado na Camada 1 antes de poder ser transferido para outro endereço de carteira, até que ponto podemos garantir que você será capaz de recuperar esse ativo para a Camada 1, conforme ilustrado em um diagrama simples :

Fontes de dados:Diferentes tipos de camada 2s

Vale ressaltar que este é um modelo simplificado com muitas opções intermediárias. Por exemplo:

• Entre Rollup e Validium: No Validium, qualquer pessoa pode fazer um pagamento em rede para cobrir o custo de uma transação, momento em que a operadora será forçada a fornecer alguns dados à rede ou perderá o depósito.
• Entre Plasma e Validium: O sistema Plasma [2] fornece garantias de segurança semelhantes a convolução e disponibilidade de dados fora da cadeia, mas suporta apenas um número limitado de aplicações. Um sistema pode fornecer um EVM completo com garantias de nível Plasma para aqueles que não usam esses aplicativos mais complexos e garantias de nível Validium para aqueles que o fazem.

Estas opções intermediárias podem ser pensadas como um espectro entre a convolução e o RMS. Mas o que motiva uma aplicação a escolher um ponto no espectro em vez de um ponto mais à esquerda ou à direita? Existem dois fatores principais aqui:

1. O custo da disponibilidade de dados nativos da Ethernet diminui à medida que a tecnologia melhora. O próximo hard fork da Ethernet, Dencun [3], introduziu o EIP-4844, que fornece disponibilidade de dados on-chain de aproximadamente 32 KB por segundo. Nos próximos anos, com a introdução do “slicing de dados em cadeia” completo [4], espera-se que esta disponibilidade de dados aumente gradualmente, atingindo eventualmente cerca de 1,3 MB por segundo. Ao mesmo tempo, melhorias nas técnicas de compressão de dados [5] nos permitirão fazer mais com a mesma quantidade de dados.
2. As necessidades do próprio aplicativo: Quanto os usuários sofrerão com custos elevados versus erros de aplicativo? As aplicações financeiras sofrerão mais com falhas de aplicação; jogos e mídias sociais envolvem muita atividade por usuário e atividades de valor relativamente baixo, portanto, diferentes compensações de segurança fazem sentido para eles.

Um sequenciador descentralizado é feito pelo projeto Rollup ou implementado por terceiros. A implementação de terceiros de um sequenciador descentralizado também pode ser chamada de Sequenciamento como Serviço. projetos como Espresso, SUAVE, Astria, Radius e assim por diante estão todos focados em soluções de sequenciadores descentralizados e seus caminhos para implementação são diferentes.

Soluções para sequenciadores descentralizados

1) Espresso: consiste em cinco componentes principais: 1. Mecanismo de compartilhamento baseado em HotStuff [6] cujo processo precisa ser aprovado por maioria de dois terços para ser determinado e irreversível; 2. Sua camada DA fornece dois caminhos diferentes para recuperação de dados. O primeiro caminho é otimista e rápido, enquanto o segundo caminho é mais confiável, mas possui backups mais lentos e é projetado para condições adversárias; 3. API REST Rollup: O programa Rollup usa esta API para integração perfeita com o Espresso Sequencer; 4. Contrato Sorter: O Contrato Sorter é um contrato inteligente que valida o consenso HotShot, e pode atuar como um cliente leve que gerencia os pontos de verificação de ordens de negociação e supervisiona a tabela de apostas do protocolo HotShot; 5. Camada de Rede: Esta camada é usada para facilitar a comunicação entre os nós participantes da camada DA e do consenso HotShot. Em geral, conforme mostrado na figura abaixo, quando a transação de um usuário é enviada para Rollup, ela é validada utilizando o esquema ZK ou otimista.

Crédito da imagem: A tecnologia: Sequenciadores (Visão geral do processo de sequenciamento do Espresso)

2) SUAVE: É uma camada de rede independente que pode compartilhar o pool de memória com outras redes de blocos e não pode funcionar com contratos inteligentes de Ether ou outras cadeias públicas. Em vez disso, ele separa o pool de memória e a parte de geração de blocos das cadeias públicas existentes, para que possa suportar mais redes de camada 1 ou camada 2 e se tornar um sequenciador compartilhado para cadeias de rollup. Portanto, tem algumas vantagens no MEV entre cadeias e na ordenação de transações entre diferentes Rollups, mas traz os mesmos riscos que as pontes entre cadeias.

3) Astria deve construir uma camada de rede de sequenciador compartilhado para evitar a desvantagem do sequenciador centralizado, ela depende do mecanismo de rotação de líder baseado em Tendermint para resolver a escalabilidade do sequenciamento de transações e o risco de tempo de inatividade do ponto único de falha centralizado, ao mesmo tempo , a arquitetura do sequenciador Astira foi projetada para agregar transações de vários Rollups. Ao mesmo tempo, a arquitetura do sequenciador Astira é projetada para agregar transações de vários rollups, em vez de gerar diferentes raízes de estado para um único bloco, e as transações resultantes são sequenciadas em blocos com “coesão” e então liberadas para a camada DA da Camada 1, separando efetivamente o sequenciamento da transação da execução. É também por causa dessa dissociação que o Astria pode acomodar vários Rollups com diferentes funções de transição de estado.

4) O Radius, ao contrário de outras implementações, elimina os riscos associados aos MEVs, permitindo mempool criptografado e executando vários sequenciadores simultaneamente para garantir que as transações de rollup sejam sequenciadas sem confiança. Ele usa o mecanismo de criptografia atrasada verificável (PVDE) [7] para implementar o Mempool criptografado, e o uso de criptografia à prova de conhecimento zero desempenha um papel na garantia de que as transações sejam classificadas sem confiança e na prevenção dos riscos associados aos classificadores centralizados. No entanto, o custo de aumentar a segurança com prova de conhecimento zero é a possibilidade de atrasos nas transações para a experiência do usuário, apesar da proteção MEV. O fluxo de transações do Radius é o seguinte:

1. O usuário envia uma transação para a camada de classificação
2. A camada de classificação classifica a transação e gera um bloco
3. O bloco composto é então submetido ao programa relacionado ao Rollup
4. Rollup executa as transações na ordem fornecida pela camada de classificação.
5. Por fim, o Rollup envia as transações executadas à camada de liquidação DA para confirmação final.

Fonte: A tecnologia: Sequenciadores (visão geral do fluxo de negócios do Radius)

5) Madara É uma máquina de classificação usada na rede Layer2 StarkNet, que é um método de classificação mais flexível que pode ser executado de forma centralizada ou descentralizada para personalizá-la para diferentes aplicações. Atualmente, Madara é uma solução de máquina de classificação pronta para uso para StarkNet, e o trabalho de pesquisa e desenvolvimento relacionado a ela ainda está em andamento.

Panorama

A perspectiva para os sequenciadores blockchain será uma jornada emocionante e transformadora, com os sequenciadores passando por mudanças significativas à medida que o ecossistema blockchain evolui, passando de designs centralizados para soluções mais descentralizadas, eficientes e adaptáveis. Os avanços na tecnologia de sequenciamento podem ser críticos para o ecossistema Ethereum melhorar a eficiência, escalabilidade e segurança das transações.

A descentralização é a base filosófica das criptomoedas, as redes de encomendas partilhadas abordam a acumulação de valor e a distribuição de rendimento através de mecanismos económicos e, finalmente, o ecossistema cada vez mais maduro de blocos de construção modulares e estruturas de desenvolvimento para ordenadores será certamente um poderoso catalisador para a indústria no futuro.

Sobre YBB

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