Передмова

Ethereum працює на принципі того, що кожний вузол зберігає та виконує кожну транзакцію, подану користувачами. Для масштабування всієї мережі Ethereum використовує рішення Rollup. Просто кажучи, воно переміщує більшість обробки транзакцій поза ланцюжок (L2), що зменшує навантаження на основну мережу Ethereum (L1) та знижує комісії за транзакції. Rollup = набір розумних контрактів на L1 + мережа вузлів на L2, яка включає як ланцюжкові розумні контракти, так і оффлайн-агрегатори. Вона залежить від Ethereum для вирішення, консенсусу та доступності даних, при цьому відповідаючи лише за виконання транзакцій. Вузли мережі L2 складаються з декількох частин, найважливішою з яких є послідовник. Однак наразі послідовники Rollups зіткнулися з проблемами централізації.

Rollup та Sequencer

Rollup - це рішення для масштабування Ethereum (L1), яке виконує транзакції поза ланцюжком та упаковує їх у блоки. Для кожного блоку Rollup публікує дані, необхідні для відтворення стану ланцюжка (як джерело доступності даних) до шару доступності даних та публікує докази правильності виконання поза ланцюжкових операцій до шару врегулювання. Rollups мають два типи: у випадку ZK-rollup з кожним блоком публікується доказ умовності, тоді як у випадку оптимістичного rollup доказ шахрайства публікується лише у разі виникнення суперечок. Після EIP-4844, коли публікація даних перейде до блобів, цей шар може бути названий "шар публікації даних". Розумні контракти Rollup на L1 перевіряють публіковані докази. У кожного Rollup є один або декілька мостів для забезпечення передачі даних між ланцюжками, а також депозитів та виведення коштів.

У логіці реалізації Rollup послідовник є ключовим компонентом, відповідальним за отримання запитів на транзакції на рівні L2, визначення їх порядку виконання та упаковку транзакцій в партії, які в кінцевому підсумку відправляються на розумний контракт Rollup на рівні L1. Це відіграє важливу роль у покращенні ефективності обробки транзакцій та зменшенні витрат.

Функціональність та принципи роботи послідовника можна узагальнити у чотири частини:

1. Отримання транзакцій: послідовник отримує запити на транзакції від користувачів або додатків. Ці транзакції обробляються спочатку на рівні L2, а не безпосередньо на головній мережі Ethereum.

2 Замовлення транзакцій: послідовник відповідає за упорядкування отриманих транзакцій, визначення їх послідовності виконання. Цей процес схожий на те, що роблять шахраї Ethereum перед упаковкою транзакцій в блоки.

3 Упакування транзакцій: Послідовник упаковує впорядковані транзакції в партії, що містять узагальнену інформацію про кілька транзакцій.

4 Надсилання до L1: Нарешті, послідовник надсилає упаковані пакети транзакцій на головну мережу Ethereum (L1) для здійснення розрахунків та зберігання даних. Це дозволяє L1 перевіряти та зберігати оновлення стану з L2.

Незважаючи на те, що технологія Rollup надає ефективне рішення для масштабування, все ж існують певні проблеми в проектуванні та реалізації послідовників, перш за все - це проблема централізації. Більшість проектів Rollup наразі покладаються на централізовані послідовники, які, як правило, контролюються однією або кількома сторонами, що створює очевидні ризики відсутності прозорості та однієї точки відмови.

Нехай залишимо осторонь жорсткі пояснення вище, обговорення децентралізованих рішень послідовності для L2, які згадуються в попередніх статтях YBB Capital, чи то рішення L2 Metis, яке безпосередньо відкриває стейкінг вузлів пулу послідовності на ринок, чи незалежний проект Espresso, їх суть полягає у розподілі «прибуткового пирога» послідовності та очікуваннях майбутнього ринкового хайпу. Тому ключовими пунктами є інтерес та ортодоксальна правильність.

Історичний контекст та дизайн Based Rollup

Джерело зображення: @drakefjustin

Концепцію Rollup вперше запропонував засновник Ethereum Віталік Бутерін, який спочатку уявляв досягнення абсолютно необмеженого стану «Total Anarchy», щоб дозволити необмежене розширення транзакцій. Оскільки наразі існують проблеми з послідовниками, у 2023 році дослідник Ethereum Джастін Дрейк запропонував рішення під назвою Based Rollups, де послідовники керуються самим Ethereum L1. Деталі наведені нижче (джерело: див. посилання на розширення 1):

Визначення:

“Коли послідовність Rollup контролюється базовим шаром (L1), ми називаємо це послідовністю Rollup, заснованою на L1 або керованою L1. Зокрема, L1-основана Rollup означає, що наступний L1 пропонувальник може працювати без дозволу з L1 пошуковими системами та будівельниками, щоб включити наступний блок Rollup у наступний блок L1.”

Переваги:

●Живість: Базовий Rollup має ті ж гарантії живості, що й L1. Зверніть увагу, що у небазових Rollup з виходами для втечі гарантії живості зменшуються (виходи для втечі - це механізм безпеки в Rollups, який дозволяє користувачам безпечно вивести активи з L2 назад на головний ланцюг L1 у випадку проблем з системою Rollup. Це схоже на аварійний вихід).

Слабкі гарантії розрахунків: Транзакції через виходи для втечі повинні чекати період часу перед гарантованим розрахунком.

MEV від цензури:Роллапи з аварійними виходами вразливі до негативних ефектів MEV від цензури короткострокового послідовника під час періоду тайм-ауту.

Ризики мережевих ефектів: Масові виходи, спричинені невдачами життєздатності послідовника (наприклад, атака на 51% на децентралізовані механізми послідовності PoS), нарушать мережеві ефекти Rollup. Зверніть увагу, що, на відміну від L1, Rollup не може елегантно відновитися від невдач життєздатності послідовника, використовуючи соціальну згоду. У всіх відомих неосновних конструкціях Rollup масові виходи є меч Дамокла.

Штраф за газ: Транзакції, вирішені через аварійні люки, зазвичай несуть пеню газу для користувачів (наприклад, через неоптимальне стиснення даних від невпакованих транзакцій).

● Децентралізація: Базовий Rollup успадковує децентралізацію L1, природно використовуючи інфраструктуру L1 пошуковика-будівельника-пропонувальника. L1 пошуковики та будівельники мають стимули включати блоки Rollup у свої L1 блоки для отримання MEV Rollup. Це, в свою чергу, стимулює пропонувальників L1 блоків упаковувати блоки Rollup на L1.

●Простота:Sequencing Based Rollup - найпростіший, навіть простіший, ніж централізоване послідовне впорядкування. Sequencing Based Rollup не вимагає перевірки підписів послідовника, вихідних виходів або зовнішньої згоди PoS.

Історична нотатка: У січні 2021 року Віталік назвав L1-базову послідовність «Загальний анархію», що мало ризик одночасного подання кількох блоків Rollup, що спричинило витрати газу та робочого навантаження. Поточна схема Proposer-Builder Separation (PBS) може строго контролювати L1 послідовність, дозволяючи максимум один блок Rollup на блок L1, і без витрат газу. Коли блок Rollup n+1 (або для k >= 1, n+k) включає SNARK-доказ блоку n, можна уникнути витрат ZK-rollup-доказів.

● Вартість: Витрати на газовий накладний рахунок Based Rollup дорівнюють нулю - навіть не потрібно перевіряти підписи від централізованих або децентралізованих послідовників. Простота Based Rollup зменшує витрати на розробку, скорочує строки випуску та мінімізує вразливості коду. Послідовність Based Rollup також безкоштовна, що уникне регуляторних тягарів, пов'язаних з послідовниками на основі токенів.

●Економічна згуртованість рівня L1:MEV, що походить від Based Rollup, природно стікає до його базового L1. Цей потік зміцнює економічну безпеку L1 та, у випадку спалювання MEV, збільшує економічну складність L1 нативних токенів. Це близьке економічне зіставлення з L1 може допомогти побудувати легітимність Based Rollup. Важливо, що, незважаючи на відмову від доходів MEV, Based Rollup зберігає можливість заробляти доходи від заторів L2 (наприклад, у формі базових комісій EIP-1559).

● Суверенітет:Незважаючи на делегування послідовності до L1, Based Rollup зберігає суверенітет. Based Rollup може мати токен управління, стягувати базові комісії і використовувати дохід від цих базових комісій за призначенням (наприклад, фонди Optimism громадські блага).

Недоліки:

● Немає доходів від MEV:Based Rollup відмовляється від MEV на L1, обмежуючи свій дохід базовими комісіями. Парадоксально, це може збільшити загальний дохід Based Rollup. Причина полягає в тому, що ландшафт Rollup, здається, є ситуацією, де перемагає тільки один Rollup, який може використовувати безпеку, децентралізацію, простоту та послідовність Based Rollup, щоб досягти переваги і в кінцевому рахунку максимізувати дохід.

●Обмежене планування: Делегування послідовності до L1 зменшує гнучкість послідовності. Це робить деякі послуги послідовності більш складними, або навіть неможливими:

○ Передпідтвердження:Швидке передпідтвердження не є проблемою для централізованої послідовності та може бути досягнуто за допомогою зовнішньої згоди PoS. Використання L1 послідовності для швидкого передпідтвердження є відкритим питанням, з багатьма перспективними напрямками досліджень, включаючи EigenL, Списки включення і Builder Bonds.

○ Перший прийшов, перший обслуговується (FCFS): Невідомо, чи можна реалізувати послідовність FCFS у стилі Arbitrum на основі Based Rollup. EigenL може забезпечити накладення FCFS для послідовної Based Rollup на рівні L1.

Найменування:

Назва «Based Rollup» походить від його близькості до базового ланцюжка (Base L1). Це випадково конфліктує з недавнім оголошенням Coinbase про базовий ланцюжок. Цікаво, що Coinbase поділився двома цілями проектування у своєму оголошенні про базовий ланцюжок:

● Відсутність токенів:«У нас немає планів випустити новий мережевий токен.»

● Децентралізація:«Ми плануємо поступово децентралізувати блокчейн з часом.»

Base може досягти відсутності токенів децентралізації, ставши Based Rollup.

Джерело зображення: @jchaskin22

У підсумку, Based Rollup дозволяє будь-кому масштабувати блоки Rollup, публікуючи послідовні зміни стану транзакцій на L1 для видобутку MEV з L2, з усіма послідовностями та безпекою, наданими Ethereum L1. Цей підхід уникне необхідності використання зовнішньої PoS консенсусу та певних Rollup токенів. Порівняно з іншими Rollups, які потребують важливої функції «екстреного виходу», щоб захистити активи, візія Based Rollup позбавляє цієї потреби, забезпечуючи безперебійне завершення транзакції на Rollup, поки Ethereum продовжує безпечно працювати.

Based Rollup і Taiko Labs

Джерело: офіційний веб-сайт Taiko

Taiko Labs - це основна команда, яка розробляє та просуває Based Rollup, рішення для масштабування Ethereum Layer 2. Їхня візія полягає в тому, щоб вирішити проблеми масштабованості основної мережі Ethereum за допомогою інноваційних технологій, таких як Based Rollup. У Taiko Labs є три основні функції:

1. Повністю еквівалентний Ethereum (тип 1) ZK-EVM: Використовуючи Type 1 zkEVM, який пропонує повну сумісність з Ethereum, розробники можуть безперешкодно мігрувати децентралізовані додатки (dApps) між Ethereum та Taiko, не турбуючись про невдачі виконання розумних контрактів.

2.Відкритий код: Весь вихідний код Taiko доступний на GitHub, що дозволяє будь-кому переглянути, побудувати або змінити його. Цей підхід відкритого джерела забезпечує те, що розробка технології блокчейн не обмежена малим колективом, а включає внески від глобальної спільноти розробників.

3.Повністю децентралізована:Крім забезпечення високої сумісності з EVM, Taiko прагне досягти повної децентралізації. Taiko планує подавати блоки та генерувати zkPs через децентралізованих пропозицій та валідаторів, забезпечуючи децентралізований характер протоколу.

Taiko прагне створити ZK-EVM, повністю еквівалентний Ethereum типу 1, як згадує Віталік Бутерін у статті «Різні типи ZK-EVM» (див. Посилання на розширення 2). Це прагнення до повної та безкомпромісної еквівалентності з Ethereum спрямоване на повну сумісність для перевірки блоків Ethereum (принаймні на рівні виконання, виключаючи консенсус Beacon Chain, але включаючи всі транзакції, смарт-контракти та логіку облікового запису без заміни хешу, дерев станів/транзакцій та іншої логіки консенсусу). Таким чином, у порівнянні з іншими типами, Тип 1 є найскладнішим і найскладнішим рішенням для наближення до нативного рішення.

Джерело зображення: Віталік Бутерін: «Різновиди ZK-EVMs»

Інші основні структури:

Base Competitive Rollup (BCR)

Base Competitive Rollup - це інноваційне рішення для масштабування блокчейну, розроблене компанією Taiko Labs. BCR має на меті покращити ефективність та безпеку Rollup шляхом використання конкурентного механізму, що дозволяє різним учасникам вільно конкурувати у поданні блоків та генерації доказів, тим самим покращуючи загальну продуктивність та децентралізацію мережі.

● Функції

Відкритий конкурс: Дозволяє будь-якому відповідному учаснику брати участь у поданні блоків та генерації доказів. Цей відкритий механізм зменшує централізований контроль та підвищує децентралізацію мережі. Конкуренти мають стимул надавати кращі послуги, щоб заробляти винагороди та комісійні за транзакції.

Ефективне масштабування:Ефективно покращує ефективність генерації та перевірки блоків. Декілька конкурентів можуть працювати паралельно, уникнувши одиночних точок відмови та покращивши швидкість обробки транзакцій та масштабованість мережі.

Безпека:Через багатосторонній конкурентний механізм підвищується стійкість системи до атак. Блоки та докази, згенеровані кількома сторонами, підвищують прозорість та безпеку системи, роблячи її важкою для контролю або атаки однієї окремої сутності.

● Переваги

Сумісність з EVM: BCR повністю сумісний з віртуальною машиною Ethereum (EVM), що дозволяє існуючим розумним контрактам та додаткам Ethereum легко мігрувати до BCR без значних модифікацій.

Висока пропускна здатність:Оскільки BCR може обробляти транзакції й генерувати блоки паралельно, пропускна здатність мережі значно збільшується, здатна обробляти вищі обсяги транзакцій, зменшуючи витрати й затримки транзакцій.

Децентралізація: Децентралізоване створення блоків та механізм доведення гарантують децентралізацію мережі, зменшуючи ризик контролю з боку централізованих сутностей.

● Недоліки

Збільшена складність:Складність системи вимагає використання винахідливих алгоритмів та протоколів для координації генерації та перевірки блоків серед декількох конкурентів. Розумні контракти можуть потребувати додаткової логіки для обробки конкурентних результатів.

Потенційні проблеми:У конкурентному механізмі BCR одночасне обчислення та подання блоків декількома конкурентами може призвести до збільшення комісійних витрат. Користувачі можуть стикатися з вищими витратами на транзакції, особливо під час зайнятих або висококонкурентних періодів. Крім того, великі вузли з багатими ресурсами можуть домінувати в конкуренції, що призводить до централізації.

BBR (Based Booster Rollup)

У BBR бустер - це спеціальний учасник, відповідальний за оптимізацію партій транзакцій, стискання даних транзакцій та обробку кількох партій транзакцій паралельно. Його основна функція полягає в тому, щоб розділити виконання та зберігання, забезпечуючи тим часом, що L2 відповідає за виконання, L1 залишається децентралізованим, а адреси розумних контрактів залишаються однаковими на L1 та всіх BBR.

Однак, BBR стикається з такими викликами, як збільшена складність системи, споживання ресурсів та потенційна централізація. Майбутні розробки вимагатимуть подальшої оптимізації та розширення для задоволення зростаючих вимог технології блокчейн.

Джерело зображення: Taiko Labs

Висновок

На даний момент, Based Rollup представляє значний зсув у методах масштабування Ethereum Layer 2. Він делегує послідовність Rollup безпосередньо до пропонентів Layer 1, використовуючи дизайн розділення пропонент-білдер. Це дозволяє Layer 1 виконувати всі ролі послідовності для Rollup. Одночасно він розширює MEV, дозволяючи L2-шукачам збирати транзакції та відправляти їх до L2-білдерів, які також є L1-шукачами. Ці повністю заповнені L2-блоки потім стають частиною L1-блоків, які нарешті обробляються L1-білдерами та головною мережею Ethereum.

Хоча залишається питання, чи можна вважати Based Rollup остаточним рішенням для Rollups, він беззаперечно представляє собою значний інноваційний крок в масштабуванні Ethereum Layer 2, забезпечуючи більш безпечне та децентралізоване рішення. Якщо ми застосуємо той самий підхід до екосистеми Bitcoin, досягнення нативної та децентралізованої віртуальної машини з можливістю розширення Ethereum, безперечно, буде викликом. Всій галузі все ще доведеться пройти довгий шлях у вирішенні проблеми справжнього децентралізованого масштабування.

Розширені посилання:

【1】Засновані розвитки - суперсили від послідовності L1

【2】Різні типи ZK-EVMs

Довідкова стаття

【1】Гра кредиту: Розкрутка, підстроєна багатопідписанням та комітетами

【2】Дослідження Taiko: рішення Ethereum Layer 2, яке досягає безшовного масштабування та повної сумісності

заява:

1. Цю статтю взято з [ технічний потік глибокого припливу], оригінальна назва «Від теорії до практики: чи може Based Rollup реалізувати схему L1 sort-driven Rollup?», авторське право належить оригінальному авторові [YBB Capital Researcher Ac-Core], якщо у вас є які-небудь зауваження до репринту, будь ласка, зв'яжіться Команда Gate Learn, команда обробить це якнайшвидше відповідно до відповідних процедур.

2. Увага: Погляди та думки, висловлені в цій статті, представляють лише особисті погляди автора і не є жодною інвестиційною порадою.

3. Інші мовні версії статті перекладаються командою Gate Learn, не згадано в Gate.io, перекладена стаття не може бути відтворена, розповсюджена або узята з плагіату.