Atualmente, a principal fonte de receita da Layer2 são as taxas de gás pagas pelos usuários 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 lucro puro. 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 US$ 5,23 milhões, o lucro da Arbitrum para o ano inteiro é de US$ 16,5 milhões e o lucro da zkSync Era para o período de março a dezembro de 2023 é de US$ 22,24 milhões.

Qual é o segredo por trás da obtenção de lucros tão enormes? Na verdade, isso tem muito a ver com os sequenciadores que eles estão executando.

Então, o que é um sequenciador e como funciona na Camada2? Quais são os problemas enfrentados pelos classificadores centralizados? Como os sequenciadores simultâneos se desenvolverão no futuro? Este artigo explora essas questões em profundidade.

Princípio do Sequenciador

O sequenciador desempenha um papel crítico na Camada2. Sua principal função é receber transações de usuários da Camada2 e executá-las, e por fim enviar o processamento em lote formado pela classificação e compactação das transações para a Camada1.

Talvez isso ainda seja muito abstrato, então vamos usar um exemplo concreto como analogia. No passado, quando os usuários faziam transações no Ethereum, isso poderia ser comparado a dirigir até a cidade (Ethereum) para tratar de negócios. Quando há um pico no volume de transações, ocorre naturalmente o congestionamento do tráfego. Nesses momentos, os usuários só podem esperar ou pagar mais para contratar uma assistência (referindo-se aos validadores) para buscá-los; caso contrário, não há outro caminho.

No mundo real, existem muitas soluções para resolver o congestionamento do tráfego, tais como o desenvolvimento de transportes públicos, o alargamento de estradas, a construção de mais estradas ou a implementação de restrições escalonadas às viagens. Layer2 é a solução de transporte público da Ethereum, e o sequenciador serve como motorista do ônibus. O motorista do ônibus diz a todos que eles não precisam mais dirigir até a cidade. Desde que me paguem algumas taxas de serviço (que sejam inferiores ao custo de conduzir sozinho), garanto que levarei todos ao seu destino. Dessa forma, economiza dinheiro e esforço. Ao mesmo tempo, para maximizar o aproveitamento do espaço do ônibus, o motorista costuma preenchê-lo com passageiros, tanto quanto possível. Eles também podem dar instruções e reorganizar os passageiros, como colocar uma pessoa magra entre duas pessoas com sobrepeso, fazendo com que os passageiros “se encaixem perfeitamente”.

Depois de compreender esse processo, vamos responder a algumas das perguntas que preocupam a todos.

Quem pode executar o sequenciador?

Existem vários cenários comuns:

• Sequenciador centralizado

Esta solução cabe à equipe da Camada 2 pessoalmente ou designar uma organização para executar apenas o sequenciador. Por ser muito eficiente e de baixo custo, esse método é a solução preferida da equipe da Camada 2.

Claro, existem outras soluções para decidir quem pode executar o sequenciador que apresentarei em detalhes na seção “Sequenciador Descentralizado”.

• Sequenciador completamente sem permissão

Isso significa que qualquer pessoa pode classificar as transações e enviá-las para a Camada1. No entanto, esta solução, embora aparentemente simples e justa, também apresenta inconvenientes óbvios. Afinal, os classificadores não são equivalentes aos mineradores ou validadores na Camada 1 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 em desperdício de recursos computacionais e gás para outros classificadores.

Quais critérios o sequenciador usa para classificar?

Normalmente, existem dois métodos de classificação. O primeiro é o primeiro a chegar, primeiro a ser servido, semelhante a permitir que a primeira pessoa a embarcar no ônibus para reivindicar um assento e priorizar as transações enviadas anteriormente. O segundo método é a classificação com base nas taxas do gás. Se um usuário precisar urgentemente de sua transação, ele poderá oferecer uma taxa mais alta ao classificador. Nesse caso, o classificador priorizará o empacotamento de sua transação independentemente da ordem de envio.

O Layer2 convencional adota principalmente o primeiro método, mas, em essência, tanto o primeiro quanto o segundo método estão de acordo com o bom senso. Não existe uma regra estrita sobre como classificar na Camada2. O classificador pode até classificar como quiser, assim como um motorista de ônibus pode recusar o embarque de alguém ou dar prioridade de assento a seus parentes e amigos, mesmo que isso 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. Eles podem cancelar intencionalmente a transação de alguém e relatar falsamente que ela foi bem-sucedida. Eles também podem incluir uma transação maliciosa (como a transferência dos ativos de um usuário na Camada 2 para seu próprio endereço) entre inúmeras transações para obter lucro.

No entanto, para evitar possíveis comportamentos maliciosos do sequenciador, diferentes soluções da Camada 2 possuem diferentes mecanismos de restrição. O Optimistic Rollup adota uma abordagem à prova de fraude, que assume de forma otimista que o sequenciador é honesto. Durante o período de disputa (geralmente uma semana), se não houver prova do validador de que os dados enviados pelo sequenciador à Layer1 estão incorretos, os dados enviados não poderão 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 período de disputa.

Diagrama de operação do sequenciador da Starknet

Situação Atual: Problemas Causados por Sequenciadores Centralizados

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

Um sequenciador centralizado traz muitos benefícios para projetos de Camada 2, como facilidade de gerenciamento, 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), os classificadores centralizados ainda causam preocupações a muitos utilizadores.

Fraca resistência à censura

Se o sequenciador for executado por uma única entidade centralizada, sua resistência à censura não poderá ser comparada às dezenas de milhares de validadores ou mineradores na Camada 1. A equipe pode excluir algumas transações devido a requisitos regulatórios ou colocar algumas transações na lista negra por determinados motivos. Embora a maior parte da Camada2 tenha atualmente mecanismos projetados que permitem aos usuários ignorar o sequenciador e enviar transações diretamente para a Camada1, os usuários ainda precisam pagar custos adicionais.

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

Atividade fraca

A Atividade Fraca também pode ser entendida como um ponto único de falha. Em comparação com milhares de solicitações de transação por segundo, um classificador centralizado pode não ser capaz de lidar com um volume tão alto de solicitações simultaneamente devido a limitações de hardware e outros fatores. Quando um sequenciador fica sobrecarregado e não há sequenciadores de backup disponíveis, isso pode causar falha em todo o sistema. Por exemplo, houve um período de inatividade durante a distribuição de lançamentos aéreos no Arbitrum.

Obtenção de ganhos MEV inadequados

MEV significa Valor Extraível Máximo, que se refere à renda adicional que os mineradores/verificadores podem obter manipulando transações (adicionando, excluindo e reorganizando transações). Embora geralmente determinem a ordem em que as transações são incluídas no bloco, classificando a taxa do gás de maior para menor, uma vez monitorados a ocorrência de lucros significativos, os mineradores podem adicionar transações ao bloco, excluir transações ou alterar a ordem das transações. , a fim de obter outros benefícios além das recompensas em bloco. Em termos simples, pode ser entendido como “ser jogador e 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 equipe Layer2, ainda não podemos confiar totalmente neles em essência, especialmente quando o OP Mainnet usa um pool de memória privado (um local onde os usuários armazenam temporariamente transações que aguardam processamento pelo sequenciador). Isto pode ser visto como uma operação de caixa negra, embora afirmem fazê-lo para evitar que outros monitorizem as transacções e obtenham lucros indevidos do MEV.

Futuro

Mainstream Layer2 (OP Mainnet, Arbitrum One, Starknet, zkSync Era) está ciente dos problemas causados por sequenciadores centralizados. Então, todos propuseram suas próprias soluções de classificação descentralizada.

No entanto, atualmente só se reflete em documentos oficiais ou white papers. Parece que estão agora mais concentrados na construção da sua competitividade central (desempenho da rede, construção de ecossistemas) do que na dispersão do seu poder e benefícios.

Sequenciadores Descentralizados

A seguir, apresentarei brevemente várias soluções de sequenciadores descentralizados:

• Descentralização geográfica

Esta é uma maneira brutalmente simples de distribuir vários sequenciadores em diferentes localizações geográficas ao redor do mundo e fazê-los operar por empresas/organizações respeitáveis e relevantes. Eles podem determinar quem realiza a classificação das transações durante um determinado período por meio de rotação. Embora ainda problemática, esta solução oferece melhor resistência à censura e vivacidade em comparação com um único classificador centralizado.

• Leilão de sequenciador

Rollup pode conduzir leilões de sequenciadores diretamente por meio de contratos inteligentes. Qualquer um pode concorrer ao direito de executar o sequenciador. Esses leilões são realizados para cada bloco e também podem ser por um determinado período de tempo. É claro que a parte que vencer no final ainda terá que prometer um certo depósito para que possa ser punida se fizer o mal. Ao mesmo tempo, o acúmulo de recursos obtidos no leilão também pode ser efetivamente distribuído.

• Eleição de Líder

Esta solução permite que qualquer pessoa aposte tokens (tokens nativos ETH ou Layer2) em contratos inteligentes da Layer2. Cada pedido que envia um lote é selecionado aleatoriamente entre esses doadores (a probabilidade de vitória 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 Camada2, substituindo completamente o sequenciador da própria Camada2. No entanto, esta solução é mais desafiadora em comparação com abordagens anteriores e ainda há muitos problemas técnicos a serem resolvidos.

Sequenciadores Compartilhados

A essência do esquema do sequenciador descentralizado é discutir como a Camada2 pode distribuir a autoridade para executar o sequenciador, com a equipe da Camada2 ainda sendo a líder nesse processo. O conceito de sequenciador compartilhado refere-se à eliminação de um único sequenciador exclusivo Layer2, e vários Layer2s compartilham uma rede de classificação de terceiros.

Isso tem muitos benefícios, como composição atômica entre Layer2 (diferentes transações de Layer2 no mesmo pool de memória), evitando buscas de MEV, etc. Atualmente existem muitos projetos construindo uma rede de sequenciadores compartilhados, como Astria, Radius e Espresso, entre outros.

Resumo e Reflexões

Eliminar pontos únicos de falha e mitigar riscos sistêmicos é um dos espíritos do ctrypto, e a ideia de descentralizar o sequenciador também se baseia em uma extensão desse espírito até certo ponto. Mas se pensarmos nisso de uma perspectiva prática, será que um sequenciador descentralizado ou um sequenciador partilhado é agora perfeitamente capaz de mitigar os problemas causados por um sequenciador centralizado? Eu não acho.

Da perspectiva do MEV, tome o Ethereum como exemplo. Segundo dados da Flashbots, desde a fusão do Ethereum, seus proponentes de blocos estatísticos (Proposers) alcançaram a extração de REV de 288.829 ETH. (Nota: REV é o MEV que foi extraído)

Estes são apenas os dados incompletos compilados por Flashbots, que mostram o quão grande é o mercado de MEV em Ethereum sem permissão.

O MEV gerado por operações de arbitragem benignas e apropriadas conduz à estabilidade do mercado, mas as operações maliciosas (como ataques sanduíche) realizadas sob a tentação de enormes interesses do MEV terão um impacto adverso em toda a rede. Mesmo que os próprios mineiros não façam o mal, isso 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 usuários comuns. Embora a Ethereum esteja atualmente à procura de soluções (como separar os ordenantes dos proponentes), esta situação ainda existirá no curto prazo.

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

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

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

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