Actuellement, la principale source de revenus de Layer2 est constituée par les frais de gaz payés par les utilisateurs lorsqu'ils effectuent des transactions sur Rollup. Après avoir soustrait les frais de gaz payés par la couche 2 lors de la transmission des données à la couche 1, le montant restant est presque un bénéfice pur. Comme le montre la figure ci-dessous, des calculs approximatifs indiquent que le profit d'OP Mainnet pour la période de juin à décembre 2023 est d'environ 5,23 millions de dollars, le profit d'Arbitrum pour l'année entière est de 16,5 millions de dollars, et le profit de zkSync Era pour la période de mars à décembre 2023 est de 22,24 millions de dollars.

Quel est le secret d'une telle rentabilité ? En fait, cela a beaucoup à voir avec les séquenceurs qu'ils utilisent.

Qu'est-ce qu'un séquenceur et comment fonctionne-t-il dans Layer2 ? Quels sont les problèmes rencontrés par les trieurs centralisés ? Comment les séquenceurs simultanés évolueront-ils à l'avenir ? Cet article examine ces questions en profondeur.

Principe du séquenceur

Le séquenceur joue un rôle essentiel dans la couche 2. Sa fonction principale est de recevoir les transactions des utilisateurs de la couche 2 et de les exécuter, et enfin de soumettre le traitement par lots formé par le tri et la compression des transactions à la couche 1.

Peut-être est-ce encore trop abstrait, alors prenons un exemple concret pour l'analogie. Dans le passé, lorsque les utilisateurs effectuaient des transactions sur Ethereum, cela revenait à se rendre en voiture dans la ville (Ethereum) pour traiter des affaires. Lorsqu'il y a un pic dans le volume des transactions, des embouteillages se produisent naturellement. À ce moment-là, les utilisateurs ne peuvent qu'attendre ou payer plus cher pour qu'une assistance (les validateurs) vienne les chercher ; sinon, il n'y a pas d'autre moyen.

Dans le monde réel, il existe de nombreuses solutions pour résoudre les problèmes de congestion du trafic, comme le développement des transports publics, l'élargissement des routes, la construction de nouvelles routes ou la mise en place de restrictions de circulation échelonnées. Layer2 est la solution de transport public d'Ethereum, et le séquenceur sert de chauffeur de bus. Le chauffeur de bus dit à tout le monde qu'il n'est plus nécessaire de se rendre en ville en voiture. Tant qu'ils me donnent des frais de service (qui sont inférieurs au coût de la conduite par eux-mêmes), je garantis d'emmener tout le monde à destination. Cela permet d'économiser de l'argent et des efforts. En même temps, afin de maximiser l'utilisation de l'espace dans le bus, le chauffeur le remplit généralement de passagers autant que possible. Ils peuvent également donner des instructions et réorganiser les passagers, par exemple en plaçant une personne mince entre deux personnes en surpoids, afin que les passagers "s'emboîtent parfaitement".

Après avoir compris ce processus, répondons à certaines des questions qui préoccupent tout le monde.

Qui peut utiliser le séquenceur ?

Il existe plusieurs scénarios courants :

• Séquenceur centralisé

Cette solution permet à l'équipe de la couche 2 d'utiliser personnellement le séquenceur ou de désigner une organisation pour l'utiliser uniquement. Parce que cette méthode est très efficace et peu coûteuse, c'est la solution préférée de l'équipe de la couche 2.

Bien sûr, il existe d'autres solutions pour décider qui peut faire fonctionner le séquenceur, que je présenterai en détail dans la section "Séquenceur décentralisé".

• Séquenceur sans autorisation

Cela signifie que n'importe qui peut trier des transactions et les soumettre à Layer1. Toutefois, cette solution, qui semble simple et équitable, présente des inconvénients évidents. En effet, les trieurs ne sont pas équivalents aux mineurs ou aux validateurs de la couche 1, et ils ne renforcent pas la sécurité finale. Ils ne soumettent que le traitement par lots à la chaîne principale. Même si plusieurs participants soumettent simultanément un traitement par lots, un seul sera inclus à la fin, ce qui entraîne un gaspillage de ressources informatiques et de gaz pour les autres trieurs.

Quels sont les critères utilisés par le Séquenceur pour effectuer le tri ?

Il existe généralement deux méthodes de tri. Le premier est le premier arrivé, premier servi, un peu comme si l'on permettait à la première personne à monter dans un bus de réclamer un siège et que l'on donnait la priorité aux transactions qui ont été soumises plus tôt. La deuxième méthode est le tri basé sur les taxes sur le gaz. Si un utilisateur a un besoin urgent de sa transaction, il peut proposer un tarif plus élevé au trieur. Dans ce cas, le trieur donnera la priorité à l'emballage de la transaction, quel que soit l'ordre de soumission.

La couche 2 classique adopte principalement la première méthode, mais en fait, la première et la deuxième méthode sont toutes deux conformes au bon sens. Il n'y a pas de règle stricte sur la manière de trier dans Layer2. Le trieur peut même trier à sa guise, tout comme un chauffeur de bus peut refuser à quelqu'un de monter à bord ou donner la priorité à ses parents et amis, même si cela va à l'encontre du bon sens.

Les séquenceurs peuvent-ils être malveillants ? Comment pouvons-nous l'éviter ?

En théorie, les séquenceurs peuvent faire le mal.

La puissance d'un séquenceur est en fait très importante. Ils peuvent intentionnellement annuler la transaction d'une personne et déclarer faussement qu'elle a abouti. Ils peuvent également inclure une transaction malveillante (telle que le transfert des actifs d'un utilisateur dans Layer2 vers leur propre adresse) parmi de nombreuses transactions afin d'en tirer profit.

Toutefois, pour éviter un éventuel comportement malveillant du séquenceur, les différentes solutions de la couche 2 ont des mécanismes de contrainte différents. Le Rollup optimiste adopte une approche de preuve de fraude, qui suppose de manière optimiste que le séquenceur est honnête. Pendant la période de contestation (généralement une semaine), si aucun validateur ne prouve que les données soumises par le séquenceur à Layer1 sont incorrectes, les données soumises ne peuvent pas être modifiées. D'autre part, ZK Rollup utilise des preuves de validité, ce qui signifie que le traitement par lots publié par le séquenceur sera vérifié en temps réel. Une fois la vérification réussie, les transactions seront confirmées sur Layer1 sans période de contestation.

Schéma de fonctionnement du séquenceur de Starknet

Situation actuelle : Problèmes causés par les séquenceurs centralisés

Les principaux réseaux actuels de niveau 2, tels que OP Mainnet, Arbitrum One, Starknet et zkSync Era, utilisent tous une solution de séquenceur centralisé, les séquenceurs étant gérés par des organisations officielles ou affiliées. Par exemple, l'Optimism Foundation gère le séquenceur d'OP Mainnet et d'Offchain Labs. Fonctionne avec le séquenceur de l'Arbitrum One, etc.

Un séquenceur centralisé présente de nombreux avantages pour les projets de Layer2, tels que la facilité de gestion, l'efficacité accrue et la possibilité de gagner un peu d'argent. Bien que la plupart d'entre eux promettent de préserver les intérêts des utilisateurs et de ne pas faire de mal (à ce stade, ils suivent strictement la norme de tri "premier arrivé, premier servi"), les trieurs centralisés continuent d'inquiéter de nombreux utilisateurs.

Faible résistance à la censure

Si le séquenceur est géré par une seule entité centralisée, sa résistance à la censure ne peut être comparée aux dizaines de milliers de validateurs ou de mineurs de la couche 1. L'équipe peut exclure certaines transactions en raison d'exigences réglementaires, ou mettre certaines transactions sur liste noire pour certaines raisons. Bien que la plupart des couches 2 aient actuellement conçu des mécanismes qui permettent aux utilisateurs de contourner le séquenceur et de soumettre des transactions directement à la couche 1, les utilisateurs doivent encore payer des coûts supplémentaires.

Les utilisateurs soumettent leurs propres plans de transaction (Source : L2BEAT)

Faible activité

Une activité faible peut également être considérée comme un point de défaillance unique. Par rapport à des milliers de demandes de transaction par seconde, une trieuse centralisée peut ne pas être en mesure de traiter simultanément un tel volume de demandes en raison de limitations matérielles et d'autres facteurs. Lorsqu'un séquenceur est surchargé et qu'il n'y a pas de séquenceur de secours disponible, le système entier peut se bloquer. Par exemple, il y a eu une période d'indisponibilité pendant la distribution des largages d'air à Arbitrum.

Obtention de gains de VME indus

MEV signifie Maximal Extractable Value (valeur maximale extractible), c'est-à-dire le revenu supplémentaire que les mineurs/vérificateurs peuvent obtenir en manipulant les transactions (en ajoutant, supprimant et réorganisant les transactions). Bien qu'ils déterminent généralement l'ordre dans lequel les transactions sont incluses dans le bloc en triant les frais de gaz du plus élevé au plus bas, une fois qu'ils surveillent l'apparition de profits importants, les mineurs peuvent ajouter des transactions au bloc, supprimer des transactions ou modifier l'ordre des transactions, afin d'obtenir des avantages autres que les récompenses de bloc. En termes simples, on peut dire qu'il s'agit d'être à la fois joueur et arbitre.

Dans la couche 2, le séquenceur a le pouvoir de manipuler l'ordre des transactions, comme le mineur/valideur dans la couche 1. Bien que le séquenceur soit géré par l'équipe de Layer2, nous ne pouvons toujours pas lui faire entièrement confiance, en particulier lorsque OP Mainnet utilise un pool de mémoire privée (un endroit où les utilisateurs stockent temporairement des transactions en attendant qu'elles soient traitées par le séquenceur). On peut considérer qu'il s'agit d'une opération boîte noire, même si elle prétend le faire pour empêcher d'autres personnes de surveiller les transactions et d'obtenir des profits indus de la part de la MEV.

Future

Les principaux acteurs de Layer2 (OP Mainnet, Arbitrum One, Starknet, zkSync Era) sont conscients des problèmes causés par les séquenceurs centralisés. Ils ont donc tous proposé leurs propres solutions de trieurs décentralisés.

Toutefois, elle n'apparaît actuellement que dans les documents officiels ou les livres blancs. Il semble qu'elles se concentrent désormais davantage sur le renforcement de leur compétitivité de base (performance du réseau, construction d'un écosystème) que sur la dispersion de leur pouvoir et de leurs avantages.

Séquenceurs décentralisés

Ensuite, je présenterai brièvement plusieurs solutions de séquenceurs décentralisés :

• Décentralisation géographique

Il s'agit d'un moyen très simple de distribuer plusieurs séquenceurs dans différents lieux géographiques à travers le monde et de les faire exploiter par des entreprises/organisations réputées et pertinentes. Ils peuvent déterminer qui effectue le tri des transactions pendant une certaine période grâce à la rotation. Bien qu'encore problématique, cette solution offre une meilleure résistance à la censure et une plus grande vivacité qu'un seul trieur centralisé.

• Vente aux enchères de séquenceurs

Rollup peut mener des enchères sur les séquenceurs directement par le biais de contrats intelligents. N'importe qui peut faire une offre pour obtenir le droit de faire fonctionner le séquenceur. Ces enchères sont organisées pour chaque bloc et peuvent également porter sur une certaine période de temps. Bien sûr, le parti qui gagne à la fin doit toujours s'engager à verser un certain montant afin d'être puni s'il fait le mal. Dans le même temps, le roulement des fonds obtenus lors de la vente aux enchères peut également être distribué de manière efficace.

• Élection du chef de file

Cette solution permet à quiconque de miser des jetons (ETH ou jetons natifs de Layer2) dans les contrats intelligents de Layer2. Chaque commande qui soumet un lot est sélectionnée au hasard parmi ces donateurs (la probabilité de gagner peut également être déterminée) Proportionnellement au montant de la promesse de don).

• Rollup basé

Il s'agit d'une proposition qui a récemment émergé au sein de la communauté Ethereum, qui consiste à laisser les validateurs Ethereum prendre la direction de l'ordonnancement des transactions de la couche 2, en remplaçant complètement le séquenceur de la couche 2. Toutefois, cette solution est plus difficile à mettre en œuvre que les approches précédentes, et de nombreux problèmes techniques restent à résoudre.

Séquenceurs partagés

L'essence du schéma de séquenceur décentralisé est de discuter de la manière dont Layer2 peut distribuer l'autorité pour faire fonctionner le séquenceur, l'équipe de Layer2 restant le chef de file de ce processus. Le concept de séquenceur partagé fait référence à l'élimination d'un séquenceur exclusif de la couche 2, et plusieurs couches 2 partagent un réseau de trieurs tiers.

Cela présente de nombreux avantages, tels que la composabilité atomique entre les couches 2 (différentes transactions de couches 2 dans le même pool de mémoire), la prévention des extractions MEV, etc. Il existe actuellement de nombreux projets de construction d'un réseau de séquenceurs partagés, tels que Astria, Radius et Espresso, entre autres.

Résumé et réflexions

L'élimination des points de défaillance uniques et l'atténuation des risques systémiques est l'un des esprits de ctrypto, et l'idée de décentraliser le séquenceur est également basée sur une extension de cet esprit dans une certaine mesure. Mais si nous y réfléchissons d'un point de vue pratique, un séquenceur décentralisé ou un séquenceur partagé est-il aujourd'hui parfaitement capable d'atténuer les problèmes causés par un séquenceur centralisé ? Je ne pense pas que ce soit le cas.

Du point de vue du MEV, prenez l'exemple d'Ethereum. Selon les données de Flashbots, depuis la fusion d'Ethereum, les proposants de blocs statistiques (Proposants) ont réalisé une extraction REV de 288 829 ETH. (Note : REV est la VME qui a été extraite)

Il ne s'agit là que des données incomplètes compilées par Flashbots, qui montrent à quel point le marché des MEV est énorme dans l'Ethereum sans permission.

La VEM générée par des opérations d'arbitrage bénignes et appropriées est propice à la stabilité du marché, mais les opérations malveillantes (telles que les attaques en sandwich) menées sous la tentation d'intérêts énormes en matière de VEM auront un impact négatif sur l'ensemble du réseau. Même si les mineurs eux-mêmes ne font pas de mal, cela créera un marché hors chaîne pour la collusion et la corruption. Cela va évidemment à l'encontre de l'intention initiale du concept Ethereum et portera également gravement atteinte aux intérêts des utilisateurs ordinaires. Bien qu'Ethereum soit actuellement à la recherche de solutions (comme la séparation des donneurs d'ordre et des proposants), cette situation persistera à court terme.

Le modèle MEV actuel de l'Ethereum est formé spontanément par le marché. Ainsi, lorsque le séquenceur de Rollup sera également libéralisé et décentralisé, un tel modèle de marché se formera-t-il également au fil du temps ? Par rapport à l'éventuel point de défaillance unique causé par la confiance accordée à l'équipe Rollup, le chaos et une autre forme de centralisation causés par une concurrence désordonnée sur le marché sont également effrayants.

En même temps, bien que les séquenceurs partagés puissent rendre différents Rollups interopérables au niveau du séquenceur, si de plus en plus de séquenceurs partagés de tiers sont utilisés à l'avenir, ils deviendront essentiellement un contrôleur qui contrôlera plusieurs Rollups. Le réseau deviendra de plus en plus puissant. Le même problème de centralisation se posera-t-il à nouveau ? Avons-nous besoin d'une solution pour décentraliser la trieuse partagée ? Ces questions doivent faire l'objet d'un examen plus approfondi.

Le développement et la décentralisation de la blockchain est un processus long et difficile. La raison pour laquelle le séquenceur attire l'attention est qu'il joue un rôle extrêmement important dans l'ensemble du rollup. Je pense que grâce à une exploration et à des efforts continus dans l'avenir, les problèmes auxquels nous sommes confrontés aujourd'hui seront résolus de manière appropriée.

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