前言

Sequencer是以太坊扩容方案Rollup中的重要组件，用于排序交易并创建区块、接收交易、排序交易、执行交易和提交交易数据等相关操作。随着以太坊络中Layer2数量的增加和生态系统的繁荣，Layer2本身的盈利能力和中心化问题逐渐引起人们的关注，例如Rollup中比较重要的sequencer组件是否可以去中心化，能否实现Sequencer的利润分配。本文仅供分析参考，不用于项目推广。

Rollup 经济学简介

Rollup的作用：

根据以太坊基金会研究科学家@barnabemonnot的解释说明，Rollup系统中可以划分出三个主要角色：用户、Rollup操作者和基础层，以及他们大致的主要流程操作如下：当用户在第二层（L2）上进行交易时，Rollup操作者充当用户和基础层之间的接口，最终将数据发布到基础层，如下所示：

1. 用户： 在 Layer2 网络上发送交易，并将其在 Layer2 上的资产部署到 Rollup，以实现向Rollup操作者的合约交互和支付流；
2. Rollup操作者：代表在 Layer2 网络上处理交易所需的所有基础设施，其中还包括许多其他角色，例如用于发布批量交易的 Sequencers、用于发布声明的 Executors、用于报告欺诈证明的 Challengers 以及用于计算有效性证明的 Verifiers ，最重要的是测序仪。最重要的是排序器；
3. 基层： 也理解为全节点，其目的是保护Rollup发布的数据的协议，用于处理和验证所有交易，保证Rollup状态正确并保证每笔交易的有效性，如果发现错误的交易，则删除。

图来源：@barnabemonnot

汇总成本：

Layer2 运营商成本： 维护交易池、排序批量处理、计算状态根/状态差异/有效性证明以及与批量交易处理相关的其他问题（例如排序、交易验证、区块生成等）所产生的成本。而且由于Rollup运营商现在是中心化的，因此产生的成本由协议本身或合作伙伴承担，而“交易压缩”的过程需要在基础层解决。

Layer1 数据可用性成本： DA 相当于 Rollup 的以太坊安全性。 Rollup为了在以太坊上发布数据，当运营商聚合大量交易集时，运营商需要将交易集以“CallData”的形式发布到基础层，其中DA成本贡献给了以太坊L1 占 Rollup 总成本的大部分，当时数据的市场价格受 EIP-1559 管辖。

Layer2的拥塞验证成本：这是当 Rollup 的总区块空间供应无法满足现有市场需求时必须分配给稀缺资源的有争议的影响成本，同时它也直观地反映了 Gas 价格和网络流量之间的动态平衡。

Rollup 的收入：

话题涉及到收入，收入主要来自两个来源：交易价值和发行量。

交易价值

Rollup的本质是扩大以太坊的容量，加速并减轻Layer1的压力。对于 Rollup 是否能获得 MEV 相关收益的问题，答案实际上是否定的。因为Rollup本身是依靠sequencer依靠Gas支出高低来进行交易排序的，因为它没有区块的概念所以本身没有Mempool，但是现在像OP Mainnet这样的私有Mempool带来了MEV问题，所以 Rollup 本身在没有“私有化 Mempool”的情况下，因此如果没有“私有化 Mempool”，Rollup 本身就不会获得 MEV 利润，本质上，Rollup 最大的利润来自于交易 Gas 的价差。

发行量

第二个收入来源是发行。收入以网络原生加密资产的区块生产者新铸造代币的形式在基础层产生。在某种程度上抵消了区块生产者的基础设施成本，一旦产生利润，更多的区块生产者就会加入。我们假设，如果 Rollup 能够铸造自己的代币，那么 Rollup 可能能够通过发行新代币来支付运营费用（但实际上，这里的模型会更加模糊，并且有多种方法可以应用收入流到 Rollup 成本）。

关于成本和收入平衡相关问题不展开叙述，上面只是简单说明，Cancun升级一定程度上也会影响Rollup盈亏问题，其核心EIP-4844（又名Proto-DankSharding） ），正如一段话所总结的，是为了缓解以太坊Layer1的DA成本高的问题，临时外部存储“blob”的出现，Layer2的交易数据内容可以移动到新的临时“blob”存储中。临时外部存储“blob”，将 Layer2 事务的数据内容移动到新的临时“blob”。然而，它并没有真正将Layer2交易数据存储到Layer1中。好处是Layer2将具有更低的存储成本和更快的速度，但当前Layer2数据黑匣子的不确定影响仍然值得探索。

简单解释一下Rollup的工作原理：

1. 聚合： Rollup节点收集多个交易并创建一个压缩摘要，即rollup块，其中包含交易验证和状态更新所需的基本信息；
2. 验证：Rollup 块被提交到主区块链，其中验证器节点验证块内交易的有效性并确保它们符合预定义的规则。

一般来说，一旦验证了一个区块，Rollup 的状态就会在链上更新并反映交易的结果。这样通过 Rollup 减少了 Layer1 上的计算负载和数据存储需求，从而显着提高了可扩展性。一种有效的方法是将计算和状态存储移至链外，但将部分数据保留在链上。

什么是排序器（Sequencer）

排序器是 Rollup 设计选择的核心组件，因为它实际上负责按照所支付的 Gas 价格对已接受的交易对进行排序，将交易捆绑到区块中，并提取费用以改进交易的排序。交易和整个系统的效率。现实情况是，以太坊上的所有 Rollup 目前都是彼此隔离且集中的方式运行，并由各自的 Rollup 团队管理。这样做的直观效果是，Rollup 提供商维护自己的中心化排序器，以使网络更便宜、更快，但这也蚕食了 Rollup 本身的利润。

图来源：币安研究院

正如上面 Rollup 的成本和收入部分，它的主要利润来自排序用户 Gas 差价的收入，而支出主要在于 Layer2 到 Layer1 的数据可用性成本，以及中心化​​操作者的运营费用，所以排序器主要是向用户端收取交易费用并向以太币支付DA费用简单理解：

Sequencer 收入 = 用户交易 Gas Spread 收入 — L2 到 L1 数据费用 — Sequencer Opex

Op Rollups 和 Zk Rollups 的不同排序方案

Op Rollup 是将大量链下交易捆绑成较大批次，然后将其发布到基础层。这个过程有利于将固定费用分配给每批中的许多交易，从而减少用户的费用。除了批量处理事务之外，还使用如上所述的各种压缩技术来最大限度地减少发布到基础层的数据量。两者之间的区别在于，Zk Rollups 利用密码学来证明链下交易的有效性，而 Op Rollups 依靠一种检测欺诈活动的机制来识别交易计算中的不准确之处。

提交批量 Rollup 后，会出现一个挑战时间段，在此期间任何人都可以通过生成欺诈证明来挑战Rollup交易的结果。成功证明欺诈后，Rollup 协议会重新执行交易并相应地调整Rollup的状态。此外，成功的欺诈证明会导致排序器的赌注被削减，因为排序器将错误执行的交易包含在区块中。在此过程中，如果排序器将错误执行的交易包含在区块中，成功的欺诈证明将导致排序器的权益损失。在挑战期结束时，如果滚动批次仍未得到验证（即所有交易均正确执行），则其被识别为有效并包含在基础层中。实现中排序器问题的OP是使用多链但单个共享的排序器。

ZK Rollups 通过将交易聚合到链下处理的批次中，减少了需要上传到区块链的数据量。它的排序器将表示整批交易所需的更改组合成一个交易，而不是单独传输每个交易，这是一个生成有效性证明以验证状态更改是否正确的过程。所以 Zk Rollups 依赖的是零知识有效性证明而不是欺诈证明，排序器从 L2 收集交易数据并负责提交（并且根据具体架构，也可能负责发布）零知识证明到 L1。如果排序器行为恶意，他们的赌注就会被削减，这会激励他们发布有效的区块（或批量证明）。证明者（或排序器，如果组合成一个角色）通过生成不可伪造的交易执行证明来证明这些新状态和执行的合理性。

然后，排序器将这些证明以及交易数据或至少状态差异提交给主以太坊上的验证器合约。从技术上讲，测序仪和证明者的职责可以合二为一。然而，由于证明生成和交易排序都需要高度专业的技能才能充分完成，因此划分这些职责可以防止Rollup设计中不必要的集中化。

在许多情况下，排序器执行零知识证明，同时仅将 L2 状态的更改提交给 L1，并以可验证哈希的形式向主以太坊上的验证器智能合约提供此数据。由于 Zk Rollups 只需要有效性证明即可完成交易，因此从 Zk Rollups 到基础层的资金转账不会出现任何延迟。一旦 Zk Rollups 合约确认有效性证明，退出交易就会被执行。

排序器的集中化和分散化

排序器有集中式和分散式之分，目前的L2排序器都是集中式的，但未来分散式排序器也显得尤为重要，从思想角度来看，在存在信任假设的前提下，单一的集中式排序器是不可取的。不过，sequencer并不是必不可少的，它只是Rullup在设计时的选择，因为没有新的方案来替代，而且Rollup都是使用sequencer来解决事务排序的，所以只对目前的集中式sequencer做一个分析目前Rollup进度如L2BEAT官方数据所示。

• 集中排序器

优点：可以大大提高交易确认速度并降低交易成本，友好的用户交易体验；

缺点：最重要的缺陷来自于单点宕机风险和垄断，单点宕机问题不需要做更多阐述，如今Rollup宕机事件已不是什么新鲜事，而且垄断风险也是不言而喻的，中心化的排序机毫无疑问获得了对交易的排序权，以便轻松实现自身利益最大化，其次，也会带来抗审查的相对弱势。

• 分散式排序器

优点： 是否使用去中心化排序机似乎已经成为衡量Rollup是否真正去中心化的一个重要标准，它的优点是不言而喻的，它可以将去中心化程度提升到非常强的程度，防止操作者作恶，很大程度上保证了用户资产的安全，也有效防止Rollup出现各类宕机现象。

缺点：提高去中心化和安全性的代价是降低交易速度或增加交易成本，从而导致一定程度降低用户的交互体验。

图源：L2BEAT

图源：L2BEAT

Layer2的不同类型

Vitalik 在近期的文章《不同类型的 Layer 2》中提到，未来 Layer 2 项目的异构化趋势将会越来越明显，并且这种趋势将会持续下去，比如以 Arbitrum 为代表的传统公链， Optimism、Scroll，以及近期以 Kakarot、Taiko 为代表的 EVM 生态的发展，原因如下：

• 一些目前独立的第 1 层项目正在寻求向以太生态系统靠拢，这些项目可能希望逐渐过渡并有可能成为第 2 层。但因为技术还没有准备好将所有内容放在 Rollup 上；
• 一些中心化项目希望为其用户提供更多安全保证，并正在探索基于区块链的途径。在很多情况下，这些项目都会在上一个时代探索“允许的联盟链”。事实上，他们可能只需要“中途之家”级别的权力下放。而且，这些项目的吞吐量往往很高，因此甚至不适合滚动开发，至少在短期内；
• 弱金融应用比如游戏或者社交应用，他们也希望去中心化。就社交媒体而言，现实情况是应用程序的不同部分需要区别对待：用户名注册和帐户恢复等罕见且高价值的活动应汇总，而发帖等频繁且低价值的活动应汇总而民意调查只需要较低的安全性。由于连锁故障导致帖子消失的风险是可以容忍的。如果连锁故障导致您失去帐户，那就是一个更大的问题。

虽然目前以太坊 Layer1 中的应用程序和用户在短期内只需要支付少量的 Rollup 费用，但在本文中我们想说明用户是否能够安全地从 Layer2 提取资产到 Layer1，即“正如 Faust 在相关扩展的链接中所解释的那样，“强制提款”和“逃生舱口”功能[1]。

图来源：不同类型的layer 2s

如果您有一个位于 Layer1 的资产，但需要存入 L2 才能转移到另一个钱包地址，我们能在多大程度上保证您能够将该资产检索到 Layer1，如简单的图表所示:

数据来源：不同类型的layer 2

值得注意的是，这是一个带有许多中间选项的简化模型。例如：

• Rollup 和 Validium 之间：在 Validium 中，任何人都可以进行链上支付来支付交易成本，此时运营商将被迫向链上提供一些数据，否则将损失押金。
• Plasma 和 Validium 之间：Plasma 系统 [2] 提供类似Rollup的安全保证和链下数据可用性，但仅支持有限数量的应用程序。系统可以为那些不使用这些更复杂应用程序的用户提供完整的 EVM，并提供 Plasma 级保证，并为使用这些更复杂应用程序的用户提供 Validium 级保证。

这些中间选项可以被视为Rollup和 RMS 之间的频谱。但是，是什么促使应用程序选择频谱上的一个点而不是更左或更右的点呢？这里有两个主要因素：

1. 随着技术的改进，以太坊本地数据可用性的成本会降低。以太坊的下一个硬分叉 Dencun [3] 引入了 EIP-4844，它提供每秒约 32 KB 的链上数据可用性。未来几年，随着完整“链上数据切片”[4]的引入，数据可用性预计将逐步增加，最终达到每秒约 1.3 MB。与此同时，数据压缩技术[5]的改进将使我们能够用相同数量的数据做更多的事情。
2. 应用程序本身的需求：与应用程序错误相比，用户会因高成本而遭受多少损失？金融应用程序将因应用程序故障而遭受更大的损失；游戏和社交媒体涉及每个用户的大量活动和相对较低的价值活动，因此不同的安全权衡对他们来说是有意义的。

去中心化排序器要么由 Rollup 项目制作，要么由第三方实现。去中心化排序器的第三方实现也可以称为排序即服务。 Espresso、SUAVE、Astria、Radius 等项目都专注于去中心化排序器解决方案，其实现路径各有不同。

去中心化排序器的解决方案：

1）Espresso：由五个主要组成部分组成： 1.基于HotStuff的共享机制[6]，其过程需要三分之二多数通过才能确定且不可逆转； 2.其DA层提供了两种不同的数据检索路径。第一条路径是乐观且快速的，而第二条路径更可靠，但备份速度较慢，并且是针对对抗条件而设计的； 3. Rollup REST API：Rollup程序使用此API与Espresso Sequencer无缝集成； 4. Sorter 合约：Sorter 合约是验证 HotShot 共识的智能合约，它可以充当轻客户端，管理交易订单检查点并监督 HotShot 协议的权益表； 5.网络层：该层用于促进参与DA层和HotShot共识的节点之间的通信。一般来说，如下图所示，当用户的交易发送到 Rollup 时，会使用 ZK 或乐观方案进行验证。

图片来源：技术：测序仪（Espresso 测序过程概述）

2）SUAVE：是一个独立的网络层，可以与其他区块网络共享内存池，并且不能与以太坊或其他公链的智能合约配合使用。而是将内存池和区块生成部分从现有公链中分离出来，这样就可以支持更多的Layer1或Layer2网络，成为Rollup链的共享排序器。所以它在跨链MEV以及不同Rollups之间的交易排序方面具有一定的优势，但它带来了与跨链桥相同的风险。

3）Astria是为了避免中心化排序器的缺点而构建共享排序器网络层，它依靠基于Tendermint的领导者轮换机制来解决交易排序的可扩展性和中心化单点故障的停机风险，同时Astira 排序器架构旨在聚合来自多个 Rollup 的交易。同时，Astira的排序器架构旨在聚合来自多个rollup的交易，而不是为单个块生成不同的状态根，并将所得交易排序为具有“内聚性”的块，然后发布到Layer1的DA层，有效地将事务排序与执行分开。也正是因为这种解耦，Astria可以容纳各种具有不同状态转换功能的Rollup。

4) 与其他实现不同，Radius 通过启用加密内存池并同时运行多个排序器来消除与 MEV 相关的风险，以确保汇总交易在不信任的情况下进行排序。它使用可验证延迟加密机制（PVDE）[7]来实现加密的Mempool，并且使用零知识证明加密起到了确保交易在不信任的情况下排序并防止与中心化排序器相关的风险的作用。然而，通过零知识证明增强安全性的代价是，尽管有 MEV 保护，但用户体验可能会出现交易延迟。Radius 的交易流程如下：

1. 用户发送交易到排序层
2. 排序层对交易进行排序并生成区块
3. 然后将组成的块提交给Rollup相关程序
4. Rollup 按照排序层提供的顺序执行事务。
5. 最后，Rollup将执行的交易提交给结算层DA进行最终确认。

资料来源：技术：Sequencers（Radius 交易流程概述）

5）Madara 它是Layer2网络StarkNet中使用的排序器，提供更灵活的排序方法，可以集中或分散运行，以针对不同的应用进行定制。目前，Madara是StarkNet现成的排序器解决方案，与之相关的研发工作仍在进行中。

外表

区块链排序器的前景将是一个令人兴奋和变革的旅程，随着区块链生态系统的发展，排序器将经历重大变化，从集中式设计转向更加去中心化、高效和适应性强的解决方案。排序器技术的进步对于以太坊生态系统提高交易效率、可扩展性和安全性至关重要。

去中心化是加密货币的哲学基础，共享订购网络通过经济机制解决价值积累和收入分配，最终日益成熟的模块化构建模块和订购者开发框架的生态系统必将成为行业发展的强大催化剂。

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