Desvendando o caminho da Descentralização Rollup: escolha difícil entre ordenação compartilhada e baseada em Ethereum

Autor original: Taiko Labs

Tradução do original: TechFlow da DeepTech

解读Rollup去中心化之路:共享排序与基于以太坊的两难选择

Sumário dos Pontos

A rota centralizada em Rollup tem causado descentralização e isolamento na blockchain. Essa divisão resulta na falta de transferência de valor entre os Rollups. Para resolver esse problema, surgiram mecanismos de ordenação compartilhados, como Espresso, Astria e Radius. No entanto, essa solução essencialmente requer novas suposições de confiança, pois essas camadas devem ter seus próprios conjuntos de segurança.

Se quisermos construir uma camada de classificação compartilhada para Rollup, a Ethereum é a camada neutra mais confiável que podemos construir ou usar. O Rollup baseado na Ethereum (ou Rollup baseado) é naturalmente compatível com a Ethereum e outros Rollups baseados. No entanto, o esquema como um Rollup baseado também enfrenta alguns desafios. O desafio mais importante é o tempo de bloco que é o mesmo da Ethereum, limitado a 12 segundos. A solução é fornecer um mecanismo de confirmação rápida, como um classificador centralizado, ou acelerar o tempo de bloco da Ethereum. Na Testnet, a velocidade baseada na pré-confirmação é mais rápida do que o classificador centralizado atual.

Cruzamento

Ao revisar o início do artigo, a direção escolhida pelo Ethereum é muito importante. Desde o primeiro dia, o Ethereum abraçou a Descentralização, que é a prioridade. Essa prioridade impôs algumas limitações à experiência do usuário. Essas limitações derivam dos desafios de projetar um sistema distribuído descentralizado (por exemplo, lidar com o estado global, execução sequencial, etc.). Isso é exatamente o que diferencia o Ethereum de outras L1. Elas optaram por seguir caminhos diferentes. Outras L1 optam por sacrificar um pouco da descentralização em troca de velocidade e menor custo. A razão pela qual são rápidas e baratas é devido à Prova de História, ao maior tamanho de Bloco e ao processamento paralelo. Esses conceitos permitem transações rápidas e baratas, mas também aumentam o ônus dos validadores. Isso explica por que os requisitos de hardware dos validadores de outras L1 são mais altos do que os do Ethereum.

Antes de escalarmos na própria Ethereum através de atualizações como expiração histórica, sem estado, árvores Verkle, etc., entregamos a tarefa ao Rollup.

Há quatro anos, o Ethereum adotou um roadmap centrado no Rollup, terceirizando a execução para torná-la um ambiente mais amigável, até que melhorias cheguem. Graças a isso, alcançamos uma média diária de 250 TPS em todas as instâncias do Ethereum.

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rollup.wtf

Como mencionado acima, desde que a ETH decidiu adotar a rotação centralizada do Rollup, já se passaram quatro anos. Durante esse período, houve muitos experimentos na camada L2 sobre o que a ETH deveria ser. AltVM (Fuel, Fluent), zkVM (Aztec, Starknet), zkEVM (Scroll, Linea, zkSync), Parallel EVM (MegaETH) e assim por diante. Todos eles fornecem ideias para o futuro da ETH. Mas eles também criaram muitas blockchains independentes e sem conexão entre si. É por isso que a camada de ordenação compartilhada foi criada para resolver o problema de fragmentação.

Camada de Ordenação Compartilhada

Atualmente, o Rollup possui um ordenador centralizado. Isso introduz enormes riscos de revisão, atividade e extração de MEV. Se o Rollup desejar Descentralização, pode optar por compartilhar o ordenador. Ao usar um ordenador compartilhado, o Rollup pode aproveitar a finalidade, Descentralização, transações rápidas e atomicidade da Interação entre cadeias. Como Vitalik disse: "Descentralizar o Rollup exige 90% do esforço para desenvolver um novo L1." Portanto, escolher um ordenador compartilhado pode evitar o esforço de engenharia necessário para a Descentralização.

A camada de ordenação compartilhada é essencialmente uma camada que conecta os direitos de ordenação dos participantes do Rollup a uma rede de ordenação única. Esta camada executa o protocolo de consenso, como BFT, no qual qualquer pessoa pode participar (dentro das limitações de design do protocolo de consenso). Portanto, vários Rollups têm um mecanismo comum para determinar a ordem das transações. Este mecanismo também proporciona rápida finalidade e composabilidade L2 entre todos os participantes do Rollup.

A camada de classificação compartilhada é um mercado de classificadores. Neste mercado, o Rollup pode vender os seus espaços de Bloco (e direitos de proposta) slot por slot para quem oferecer um preço mais alto. Isto também cria uma camada de redistribuição de MEV entre todos os Rollups participantes.

Pontos de interesse

A camada de ordenação compartilhada tem efeitos de rede e permite a criação de composição atômica e compartilhada de MEV entre todos os Rollups participantes. Os Rollups se juntam à rede para aumentar o valor de seus blocos (ao mesmo tempo descentralizando seu ordenador).

No entanto, de acordo com o design do sistema do Shared Sorter, é preferível que o maior número possível de Rollups participe. Se um Rollup X participante sair da cadeia, essa distribuição de MEV será perturbada, afetando diretamente o efeito de rede. Portanto, a ordenação compartilhada é um jogo sem fim, e os participantes devem permanecer sempre no jogo. Como Rushi disse, é um modelo puramente B2B.

A camada de ordenação compartilhada opera ao lado do mercado de ordenadores compartilhados com um protocolo como BFT, para alcançar a finalidade rápida da L2 e introduzir a suposição de honestidade. Supõe-se que metade dos validadores sejam honestos. Se, por algum motivo, metade dos validadores estiver offline ou desonesto, a cadeia pode perder a sua atividade (podem usar um plano de contingência baseado em 01928374656574839201). Se o protocolo BFT perder a sua atividade, os rollups participantes não poderão aproveitar a finalidade rápida, uma vez que devem obter a certificação final do protocolo BFT. Os levantamentos desta camada também serão suspensos. No entanto, mesmo que o protocolo BFT falhe, a realocação de MEV continuará, porque no Espresso, por exemplo, a realocação de MEV é separada do protocolo BFT. Em contraste, o Ethereum sempre foi o mais forte em termos de segurança e atividade na economia criptográfica BFT.

Além disso, existe também o risco de stake duplicada se for usada. Se os validadores tiverem altos requisitos de hardware, isso pode levar a um monopólio. Se ocorrerem erros no serviço de stake, pode haver reduções em larga escala; para mais informações, consulte as perguntas frequentes sobre riscos da Eigenlayer. Para obter mais informações sobre o método de stake duplicada no classificador compartilhado, consulte a pesquisa conjunta da Nethermind e Fourpillar.

É importante notar que, tendo em conta o uso de pré-confirmação pelo classificador partilhado, este processo pode ser concluído no L1 (ou seja, com base na pré-confirmação), eliminando assim a necessidade de uma nova camada. Também é importante notar que o classificador partilhado ainda deve passar pelo canal L1. Portanto, 'finalidade rápida' não faz sentido aqui.

Em resumo, acreditamos que, se a camada de ordenação compartilhada não tiver Descentralização e robustez, elas serão pontos únicos de falha. Elas se tornarão o elo mais fraco de todas as opções de adesão ao rollup.

A neutralidade da composição já não é uma piada: é Baseada

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Como mencionado, Ethereum é uma camada neutra e confiável para construir várias aplicações. O Rollup alcança esse objetivo enviando seus lotes e provas para a camada de disponibilidade de dados do Ethereum. Atualmente, a maioria dos Rollups é gerenciada por ordernadores centralizados, e todas as transações são ordenadas pela equipe do Rollup. Alguns times ainda estão trabalhando em soluções descentralizadas para suas redes, como o Fernet da Aztec. Existe outra abordagem para alcançar a descentralização da rede sem consumir muitos recursos de engenharia: uma abordagem baseada em ordenação.

Taiko é o primeiro Based Rollup que usa Ethereum como camada de ordenação. O Bloco é construído completamente em cima do Ethereum. Qualquer pessoa pode propor um Bloco, e esse processo não requer permissão. Cada Rollup pode alcançar a composabilidade baseada no Ethereum, em vez de adicionar uma nova camada. Como os slots do Ethereum e do Based Rollup são movidos sincronamente, eles são totalmente compatíveis entre si. Isso significa que é possível fazer Empréstimos Flash na L1 e realizar algumas atividades no Based Rollup no mesmo slot (graças ao nosso design BBR, consulte mais informações aqui). No entanto, o uso do Ethereum também traz alguns custos.

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Fonte: L2 Beat

Mentionamos esse problema em nosso artigo 'Considerações sobre Rollup baseado em pré-confirmação', mas vamos resumir brevemente. Como mencionamos, o tempo de bloco do Bloco baseado em pré-confirmação é o mesmo do Ethereum, ou seja, 12 segundos. Isso significa que o Bloco baseado em pré-confirmação precisa enviar seus dados por meio de blobs (ou calldata) para a L1 a cada 12 segundos. Se não for possível preencher os blobs com transações L2 suficientes para cobrir as taxas L1, você enfrentará prejuízos. Para não transferir essa responsabilidade para nossos usuários, assumimos inicialmente esses custos e gastamos uma quantia considerável de fundos. Atualmente, o tempo de bloco proposto excede 12 segundos (cerca de 20 segundos) para garantir lucratividade.

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Estes são exemplos das dificuldades enfrentadas pelo Based Rollup através do Taiko. Em suma, o principal problema é o tempo de bloco e a restrição de receita sendo baseada nas taxas básicas, em vez do ordenador centralizado. Sacrifica-se a receita, pois a ordenação é completamente não permissiva, o seu MEV flui totalmente para o Ethereum, não sendo possível capturar qualquer valor das transações (a Spire Labs está a desenvolver um modelo de receita baseado numa estrutura para melhorar o modelo de receita do Based Rollup).

Para resolver os problemas de experiência do usuário e tempo de bloco, temos duas opções:

  • Baseado em pré-confirmação
  • Bloco L1 上更快的tempo de bloco

Com base em pré-confirmações (Based Preconfirmations)

Com base na pré-confirmação, alguns validadores L1 são usados para fornecer pré-confirmação aos usuários L2. Atualmente, com base na pré-confirmação, está funcionando com sucesso na rede de teste Helder e agora pode ser usado para transações rápidas como um relâmpago no Taiko (demonstrado em Gattaca como 20 milissegundos, e em Arbitrum cerca de 260 milissegundos).

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Demonstração de pré-confirmação baseada em Titan

No base de preconfirmacao, voce nao herda toda a atividade e seguranca da Ethereum. Voce confia apenas em um subconjunto do conjunto de validadores da Ethereum. No entanto, vale ressaltar que estamos obtendo compromissos confiaveis dos proponentes atuais da Ethereum. Qualquer pessoa pode se tornar um provedor de pre-confirmacao ao apostar uma certa quantidade de ETH no contrato de registro. Explicamos em detalhes os detalhes da pre-confirmacao em um post anterior do blog, consulte aqui.

Com base no espaço pré-confirmado ainda estar em estágio inicial e contínuo desenvolvimento. Enfrenta algumas ameaças, assim como a centralização da construção de blocos de ETH, mas através de novos métodos e pesquisas, será projetada uma arquitetura mais racional. Em breve compartilharemos nosso design pré-confirmado.

Um Bloco mais rápido?

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Ninguém recusaria tornar o Ethereum mais amigável. Confirmações finais mais rápidas, tempo de bloco mais rápido e processamento de transações mais rápido - tudo isso é o cenário mais favorável para a Base Rollup. Como mencionamos, o tempo de bloco do L1 é a única barreira para a Base Rollup. Um tempo de bloco L1 mais rápido significa um tempo de bloco Base Rollup mais rápido.

A principal ideia por trás de um L1 mais rápido é adotar um Mecanismo de consenso que possa reduzir essencialmente o tempo de slot. A Finalidade de Slot Único (SSF) é um Mecanismo de consenso em consideração, especificamente o Orbit SSF, onde cada slot pode ser confirmado finalmente em questão de segundos. No protocolo Gasper atual, o tempo de confirmação final é de 2 ciclos, ou seja, 13 minutos. No entanto, a desvantagem do SSF é que ele é facilmente afetado por vazamentos inativos de 33%.

O principal problema aqui é por que, se um L1 mais rápido é sempre necessário, o esforço de engenharia dedicado ao Rollup não é usado para acelerar o próprio L1. Investimos muito esforço de pesquisa e desenvolvimento no Rollup, explorando várias abordagens diferentes. Mesmo se conseguirmos reduzir o tempo do bloco hoje em dia, o desenvolvimento levará no máximo 2-3 anos.

O Ethereum escolheu um caminho muito claro. Este caminho significa que não haverá compromisso na descentralização e não tocará nos 'stakers' individuais. É evidente que uma mudança no consenso do Ethereum para blocos mais rápidos resultará em uma distribuição menor de validadores do que a atual. Esta é uma decisão importante que a comunidade do Ethereum precisa tomar.

Conclusão

Com o desenvolvimento e a disseminação do Rollup, a fragmentação e o isolamento tornaram-se um problema grave. Portanto, tornar-se um Based Rollup e ingressar na camada de ordenação compartilhada é uma distinção importante. A camada de ordenação compartilhada pode ser usada para confirmações finais rápidas e interação entre cadeias, mas elas exigem novas suposições de confiança e podem falhar, perdendo o efeito de rede. O Based Rollup utiliza a infraestrutura existente do Ethereum para construir blocos, mas enfrenta desafios no tempo de bloco e no modelo de receita. Mesmo assim, ele fornece uma solução para a fragmentação da liquidez e é totalmente combinável com o L1 por meio de suas características.

A direção do avanço pode estar em soluções inovadoras baseadas em pré-confirmação e tempo de bloco L1 mais rápido, para superar as desvantagens do Rollup Base. Estes objetivos visam melhorar a experiência do utilizador sem comprometer a alinhamento com o Ethereum. O nosso objetivo é criar um ecossistema escalável, descentralizado e amigável ao utilizador, fiel à visão do Ethereum.

A escolha de basear ou não em Ethereum não é apenas uma decisão técnica, está relacionada à direção do framework Descentralização Rollup.

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· 2024-08-26 10:33
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