Проблема централізації в сортувальниках Layer2 Ethereum: декодування децентралізованих сортувальників

З поширенням рішень для масштабування Layer 2 Ethereum, порядкування транзакцій стало все більш серйозною проблемою. Основна роль Rollup Layer 2 полягає в забезпеченні безпечного середовища для користувачів з низькими витратами на транзакції. Rollup надає користувачам рівень виконання, а потім передає дані транзакцій на Layer 1, такі як Arbitrum, Optimism, zkSync на Ethereum.

Сортувальник є сутністю, відповідальною за упорядкування цих транзакцій у групи. Вони отримують випадкові транзакції від користувачів, обробляють їх у пакетах поза ланцюгом, а потім генерують пакет стиснених упорядкованих транзакцій. Ці транзакції потім можуть бути вкладені в блок і надіслані на батьківський Layer 1.

Rollup насправді не потребує сортувальника; це лише вибір дизайну, метою якого є надання користувачам нижчих витрат та швидшого підтвердження транзакцій. Наприклад, rollup може використовувати базовий рівень для сортування, як більшість rollup використовують Ethereum для отримання доступності даних. Однак, базовий рівень Ethereum може бути відносно неефективним і дорогим. Це означає, що до цього часу кожен основний проект Layer 2 rollup виявив, що працювати з централізованим сортувальником зручніше, дешевше і дружніше до користувачів.

Оскільки сортувальник контролює порядок транзакцій, він має можливість переглядати транзакції користувачів (, хоча повний перегляд малоймовірний, оскільки користувачі можуть безпосередньо подавати транзакції на Layer 1 ). Сортувальник також може вилучати максимальну витягувану вартість (MEV), що може завдати економічних збитків користувацькій групі. Крім того, доступність також може бути великою проблемою - якщо єдиний централізований сортувальник вийде з ладу, користувачі не зможуть користуватися цим сортувальником, і весь rollup постраждає.

Рішення є спільним, децентралізованим сортувальником. Спільний сортувальник по суті надає децентралізовані послуги для rollup. Окрім вирішення проблеми цензури, витягування MEV і доступності, спільний сортувальник також вводить функціональність між rollup, відкриваючи нові можливості. Espresso, Astria та Radius розробляють інноваційні рішення спільного сортування, які мають унікальні функції у своїй архітектурі. Espresso намагається використати EigenLayer для керування своєю мережею, тоді як Astria тісно співпрацює з модульною мережею доступності даних Celestia. Radius приносить свою унікальну криптографічну mempool до дискусії.

З поширенням екосистеми Layer 2 rollup Ethereum, часто ігнорується один аспект – сортувальник. Сортувальники відповідають за упорядкування транзакцій, і використання сортувальників через rollup може забезпечити кращий досвід користувачів, нижчі витрати та швидше підтвердження транзакцій. Проте проблема в тому, що до сьогодні всі основні компанії Layer 2 Ethereum виявили, що найзручніше, дружньо до користувачів і дешевше – це мати власний централізований сортувальник. Враховуючи владу, яку мають сортувальники у перевірці транзакцій, витяганні MEV та створенні проблеми з одноточковими збоями (, це може розглядатись як неприпустимий результат, що не відповідає духу криптовалют.

Хоча більшість криптовалютних компаній вже вирішили проблеми децентралізації своїх сортувальників і включили це до своїх дорожніх карт, справжнього консенсусу щодо того, як досягти децентралізації, ще не досягнуто. Також слід зазначити, що Arbitrum та Optimism з другої половини 2021 року запровадили свої рішення, але можна стверджувати, що вони не досягли суттєвого прогресу в децентралізованих сортувальниках.

Відступаючи, можна сказати, що блокчейн – це розподілений реєстр даних, що складається з упорядкованих за блоками транзакційних даних із позначками часу. Спочатку ці транзакційні дані були безладними та неорганізованими. Після упорядкування їх можна організувати в блоки та виконати, щоб створити новий стан блокчейну. Для Layer 1 блокчейнів, таких як Ethereum, це упорядкування транзакцій відбувається на самій базовій платформі Ethereum.

В найпопулярнішому рішенні для масштабованості в Ethereum — на шарі Layer 2 rollup, упорядкування транзакцій стало дедалі серйознішою проблемою. Пам'ятайте, що основна роль rollup полягає в наданні користувачам безпечного і недорогого місця для транзакцій. Простими словами, Layer 2 rollup надає користувачам рівень виконання, а потім передає дані своїх транзакцій до вищого рівня Layer 1, тобто до Ethereum, таких як Arbitrum, Optimism, zkSync тощо. Подані на Layer 1 транзакції зазвичай містять сотні або тисячі стиснених транзакцій Layer 2, що знижує вартість передачі даних до Layer 1.

![Бінанс дослідження інтерпретація Децентралізація сортувальника: Layer2 основа безпеки, розширення сценаріїв використання рідних токенів])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f4cec0ba1e9600bfd02ef8fabe4397ad.webp(

У світі Layer 2 rollup, сортировщик є сутністю, яка має право групувати транзакції за порядком. Сортировщик отримує безладні транзакції від користувачів, обробляє їх поза ланцюгом у групи, а потім генерує пакет стиснених впорядкованих транзакцій. Потім ці транзакції можуть бути поміщені в блок і надіслані до батьківського Layer 1. Пакетні транзакції також можуть бути в доступності даних )DA(, зазвичай це Ethereum, які використовуються для більшості поточних rollup ). Він також надає користувачам м'які зобов'язання, тобто після отримання транзакції користувача, сортировщик надає майже миттєве підтвердження у вигляді "м'якої підтвердження". А "жорстке підтвердження" отримується після того, як транзакція була надіслана до Layer 1.

В основному, сортувальник має дуже чітку мету: поліпшити досвід користувачів. Використання сортувальника для транзакцій Layer 2 подібне до використання "швидкісної смуги", що означає нижчі витрати та швидше підтвердження транзакцій. Насправді, сортувальник може стиснути сотні або тисячі транзакцій Layer 2 в одну транзакцію Layer 1, що дозволяє зекономити витрати на gas. Крім того, м'яке підтвердження, яке надає сортувальник, означає, що транзакції rollup можуть забезпечувати швидке підтвердження блоків для користувачів. Ця комбінація допомагає поліпшити досвід користувачів при використанні Layer 2 rollup.

Важливо пам'ятати, що rollup не потребує сортувальника; це просто дизайнерський вибір для покращення користувацького досвіду. Наприклад, як більшість rollup використовують Ethereum Layer 1 для підвищення доступності даних, так вони також можуть використовувати його для сортування. Джастін Дрейк з Фонду Ethereum нещодавно назвав це "основаним на rollup". Проте основний рівень Ethereum, ймовірно, буде відносно неефективним і дорогим, особливо враховуючи великий обсяг транзакцій Layer 2. По суті, пропускна здатність транзакцій rollup буде обмежена швидкістю сортування даних Ethereum Layer 1. Користувачі також зазнають затримки підтвердження транзакцій, такої ж як при торгівлі в Ethereum. Це означає, що до сьогодні кожен великий проект розширення Layer 2 виявив, що запуск централізованого сортувальника є більш зручним, дешевим і простим для користувачів. Хоча користувачі Layer 2 можуть безпосередньо подавати транзакції до Layer 1, щоб обійти сортувальника, їм потрібно сплатити газ для транзакцій Layer 1, і транзакції можуть зайняти більше часу для остаточного виконання. Це в значній мірі суперечить меті використання Layer 2 rollup для виконання транзакцій.

Оскільки сортувальник контролює порядок транзакцій, теоретично він має право не включати транзакції користувачів (. Проте, якщо користувач має можливість і готовий сплатити газовий збір, він також може безпосередньо подати транзакцію в Layer 1 ). Сортувальник також може витягувати MEV з групи транзакцій, що може призвести до економічних втрат для користувачів. Якщо є лише один сортувальник, як це відбувається зараз з усіма основними rollup-транзакціями, ризик централізації буде більшим. У цьому випадку доступність може стати проблемою, а саме, якщо єдиний сортувальник зазнає збою, то весь rollup постраждає. Наявність кількох сортувальників може зменшити цей ризик.

Завдяки такій налаштуванню, сортувальник може розглядатися як півдоверена сторона користувача. Хоча сортувальник не може завадити користувачеві використовувати Layer 2, він може затримати транзакції користувача, що призведе до сплати додаткових gas-коштів користувачем і отримання цінності з транзакцій користувача.

MEV тут особливо важливий. MEV означає вартість, отриману з виробництва блоків, яка перевищує першість видобутку ( або винагороду за ставку ) та газові витрати. Він витягується шляхом маніпуляцій з транзакціями в блоці, а саме шляхом включення, виключення та зміни порядку транзакцій. Наприклад, звичайні форми витягування MEV включають фронт-ранінг та сандвіч-атаки.

З огляду на роль, яку відіграють сортувальники у Layer 2 rollup, вони можуть зрозуміти всі угоди користувачів поза ланцюгом. Крім того, оскільки ці сортувальники зазвичай керуються самим проектом або його афілійованими командами, такими як Оптимістичний фонд на OP Mainnet та Фонд Arbitrum для Arbitrum One і Nova, багато користувачів стурбовані тим, що вони не можуть бачити потенційне вилучення MEV. Навіть без цих побоювань, оскільки проекти керують своїми централізованими сортувальниками, недовіра до цих протоколів і рівень децентралізації також можуть вплинути на користувачів. Достовірність і децентралізація цих протоколів, безумовно, викликатимуть питання.

На момент написання цієї статті всі основні версії Ethereum Layer 2 залежать від централізованого сортувальника. Оскільки дедалі більше транзакцій Ethereum переміщуються на рішення Layer 2, незважаючи на те, що набір валідаторів Ethereum сам по собі є децентралізованим, здається, що значна кількість транзакцій (, тобто тих, що знаходяться на Layer 2, ) буде під впливом централізованої сили у формі єдиного сортувальника.

Як і очікувалося, більшість з цих компаній вже вирішили проблеми децентралізованих сортувальників та включили їх до своїх дорожніх карт. Хоча це позитивний сигнал, що децентралізація є частиною бачення Layer 2, слід зазначити, що Arbitrum та Optimism запустили свої рішення ще наприкінці 2021 року і, можна сказати, що вони не досягли суттєвого прогресу в децентралізованих сортувальниках.

Більшість провідних компаній, здається, витрачають ресурси на вдосконалення своїх основних продуктів і функцій, а не зосереджуються на децентралізації. Це не зовсім критика, адже в умовах жорсткої конкуренції зосереджуватися на децентралізації, не маючи конкурентоспроможного продукту, не відповідає інтересам жодної компанії, і це в певному сенсі зрозуміло. Однак, із зрілістю мережевих компаній, ця точка зору змінюється, і обговорення швидко переходить до децентралізації сортувальників та підвищення надійності.

Варто підкреслити, що існує деяке обговорення щодо рівня ризику, пов'язаного із залежністю від централізованих сортувальників.

Як вже згадувалося, оскільки сортувальник контролює порядок транзакцій, вони можуть виключати користувацькі транзакції, а також витягувати MEV. Проте, в кінцевому підсумку, сортувальник також не може повністю виключити користувачів з транзакцій rollup. Користувачі можуть обійти сортувальник і безпосередньо надсилати транзакції на Layer 1 (, якщо вони цього бажають і готові сплатити збільшені витрати на газ ). Хоча неналежно діючі сортувальники можуть призвести до затримки транзакцій і додаткових витрат для користувачів, вони в кінцевому рахунку не можуть повністю цензурувати. До цього часу жодна велика компанія Layer 2 не зосереджувалася на децентралізації своїх сортувальників, що, ймовірно, є однією з причин. Тим не менш, проблема з повторною сортировкою транзакцій сортувальниками для витягування MEV залишається, особливо в приватному mempool, такому як OP Mainnet.

Можливо, більша проблема полягає в реальному часі. Оскільки основні програми rollup працюють з єдиним централізованим сортувальником, якщо ці сортувальники зазнають проблем, вся програма rollup постраждає. Хоча користувачі все ще можуть здійснювати транзакції через прямий доступ до Layer 1, це не є особливо стійким методом і малоймовірно, що він буде працювати для більшості транзакцій. Пам'ятайте, що весь сенс використання rollup Layer 2 полягає в економії витрат на транзакції. Враховуючи, що однією з основних ідей, що стоять за криптовалютами, є запобігання залежності від єдиного централізованого постачальника (, як це відбувається в традиційній фінансовій сфері ), централізація сортувальника очевидно є важливою проблемою, яка потребує вирішення, і це буде одним з ключових розблокувань, які спільні сортувальники принесуть на ринок rollup Layer 2.

Новим рішенням для вирішення вищезазначених проблем є децентралізований спільний сортувальник. Хоча рішення різних проектів можуть відрізнятися, основна ідея, яка замінює єдиний централізований сортувальник, залишається такою ж. Тут "спільний" означає, що кілька різних rollup можуть використовувати одну й ту ж мережу, тобто транзакції з кількох rollup будуть агреговані в одному пулі пам'яті перед сортуванням (, що допоможе зменшити ймовірність витягування MEV та цензури ). Тут "децентралізований" означає концепцію ротації лідерів, тобто всі транзакції не завжди сортуються єдиним учасником, а обирається лідер з групи децентралізованих учасників. Це допомагає запобігти цензурі та забезпечує гарантії дійсності.

Це дуже схоже на те, як працює механізм ротації лідерів у різних Layer 1. Насправді, побудова децентралізованого шару сортування схожа на побудову децентралізованого Layer 1, а саме, необхідно створити набір валідаторів. Прав