导读

当我们受益于L2所提供的低费用和相对较高的效率时，很少会深入思考其背后可能存在的问题。

以太坊的L2 rollup生态系统日益受到欢迎，但其中经常被忽视的一个点是sequencers,即交易排序器。它并不直观的体现在交易和UI层面，但其发展的好坏却与整个L2生态强关联。

Sequencers负责交易排序，它们提供了更低的费用和更快的交易确认来改善用户体验。然而，目前所有主要的以太坊 L2 rollups都选择运行自己的中心化sequencers，这种做法存在一定风险，也可能与加密精神不符。

诚然，大多数rollups都在其 Roadmap 中提到了sequencers日后会去中心化，但对于具体如何实现，目前尚无明确共识。

因此，该报告将深入探讨了sequencers的角色、Ethereum rollup领域的当前状态、为何L2们没有动力将排序器去中心化，以及正在研究去中心化排序解决方案的项目。

考虑到报告篇幅较长，深潮研究院对内容进行了精编和提炼，并整理成问答的方式方便读者理解。

关键摘要

1. Sequencers的必要性：Sequencers负责对交易进行排序，但rollups并非一定要自己做排序器。它们的存在是为了提供更好的用户体验。

2. 中心化问题：目前，大多数L2 rollup项目选择运行中心化的sequencer，这可能导致交易审查和其他问题。

3. MEV问题：Sequencers有能力提取最大可提取价值（MEV），可能对用户不利。

4. 没有动力改进：各家L2自运营的Sequencers，实际上提供了重要的收入来源。在竞争激烈的L2市场里，将Sequencers去中心化脱离掌控，商业上并不自洽。

5. 解决方案：共享的、去中心化的sequencers是当前的解决方案，旨在提供更多的去中心化和跨rollup的可组合性。

6. 相关项目：Espresso、Astria和Radius是正在研究这一问题的项目，每个项目都有其独特的方法。

深入L2排序器现状：原理、必要性和市场格局

1.什么是Sequencers，它们承担什么工作？

• Sequencers是负责对交易进行排序的实体。

• 它们接收无序的交易，将其组织成块，并生成有序的交易批次。

2.L2一定需要Sequencer吗？目前的Sequencer以什么形态存在？

• Rollups使用Ethereum基层进行数据可用性，他们也可以用它进行交易排序。

• 但Ethereum的基层可能相对低效和昂贵，因此使用中心化的Sequencer更为方便、便宜和用户友好。

• Sequencers接收来自用户的无序交易，将其在链下处理成组，并生成一个有序的交易批次，然后批量可以将这些交易放入块并发送到父L1。

• 由于批量压缩和打包，费用确实降下来了，L2上的交易打包完成后就可以视为交易”软确认“，用户感知上交易确认时间也缩短了，具体数据情况见下图

• 因此答案是“不一定”。它是为了更好的用户体验而做的设计选择。

3.Sequencer中心化，存在的可能问题和风险有哪些？

• 交易审查：Sequencer控制交易排序，因此可能不包括用户交易。

• MEV提取：Sequencer可以提取最大可提取价值，可能对用户不利。

• 活跃性问题：如果Sequencer出现故障，整个rollup都会受到影响。

4.为何大多数L2 rollups在自己的规划中说过想做去中心化的排序器，但都没有动力去真正的做？

• 经济因素：维持中心化Sequencer可能是最经济明智的选择。Sequencer的货币化是所有主要rollups的重要收入来源，无疑是其业务模型的重要部分。

• 简单性：继续运行中心化的Sequencer是最简单的行动方案。与维持中心化Sequencer相比，开发和维护去中心化的解决方案可能更为复杂和资源密集型。

去中心化排序器，值得关注的项目详解

要让当前L2的排序器变得去中心化，大致的思路是什么？

• 核心思路：当前出现的解决方案是去中心化、共享的Sequencers。

• “共享”含义：这里的“共享”意味着多个不同的rollups可以使用同一个网络，即来自多个rollups的交易在被排序之前在mempool中被聚合。这有助于减少MEV提取和审查的可能性。

• “去中心化”含义：这里的“去中心化”指的是领导者轮换的概念，即并不总是由一个单一的参与者对所有交易进行排序，而是从一个去中心化的参与者集合中选择一个领导者。这有助于抵制审查并提供活跃性保证。

• 与L1的相似性：这与许多不同的L1使用的领导者轮换机制非常相似。实际上，构建一个去中心化的排序层就像构建一个去中心化的L1，即你需要建立一个验证者集合。

当前有哪些项目在做去中心化排序器，具体的情况如何？

1. Espresso

• 项目概况

  • Espresso Systems是一家致力于为Web3进入主流市场构建工具的公司，特别关注L2 rollups和Ethereum生态系统。

  • Espresso Sequencer是一个去中心化的共享排序网络，旨在去中心化rollups，同时提供安全、高吞吐量、低延迟的交易排序和数据可用性。

  • 它被设计为rollup交易的去中心化排序和数据可用性的处理器，作为rollups和底层L1之间的中间件网络。

  • Espresso Sequencer旨在与非Ethereum VMs兼容，并可用于零知识（zk）VMs和乐观VMs。

• 运行机制

  • Sequencer的核心是一个名为HotShot的共识协议。HotShot基于HotStuff共识协议，结合了多个不同领域的最新发展（如Pacemakers、可验证的信息分散（VID）等）。

  • HotShot是开放的、无需许可的，并去中心化地参与排序网络，提供高吞吐量和快速确定性，同时保持安全性和活跃性保证。

• Tiramisu数据可用性

  

  • 作用：大多数rollups依赖于L1区块链（例如Ethereum）进行数据可用性，但ETH块空间是稀缺且非常昂贵。Espresso 使用Tiramisu数据可用性解决方案来解决这个问题。

  • Tiramisu解决方案有三个新颖的层次，它们共同确保所有需要的各方都能获得数据

  • Savoiardi：这是一个抗贿赂层（类似于Ethereum的danksharding提议）并提供最高级别的安全性。

  • Mascarpone：中间层，通过选举一个小型的DA委员会来保证数据的有效恢复。

  • Cocoa：通过为Tiramisu提供内容分发网络来帮助Tiramisu提供“Web2级”的性能。这有助于有效的数据恢复和大大加速数据传播。考虑到这一层本质上是中心化的，它是完全可选的。

• 值得注意的合作伙伴

  • Espresso Systems与EigenLayer、Polygon zkEVM、Injective等多家公司建立了合作伙伴关系。

  • 与Doppio测试网的公告一同，Espresso宣布与Polygon zkEVM合作。这一合作代表了Espresso Sequencer与完全功能的zk-rollup（Polygon zkEVM的一个分支）的第一个端到端集成。

• 当前进展

  • 2022年11月，Espresso开始分享他们关于Espresso Sequencer的工作。

  • 2023年7月20日，Doppio成为HotShot和Espresso Sequencer的第二个主要里程碑和测试网。Espresso Systems还发布了整个项目的白皮书。

2. Astria

• 项目概况

  • Astria正在构建一个共享的排序器网络，是推动远离中心化排序器的关键公司之一。

  • 他们还在开发Astria EVM，这将是由他们的共享排序器网络驱动的第一个rollup。此rollup将从他们的网络中获得快速、抗审查的交易排序，并利用Celestia进行数据可用性。

• 运行机制

  

  • Astria的共享排序器网络允许多个不同的rollups共享一个单一的、无需许可的、去中心化的排序器网络。

  • Astria的共享排序器网络本身是一个中间件区块链，使用CometBFT（Tendermint Core的一个分支）达成对有序交易集的共识。该网络旨在接受来自多个rollups的交易，然后将它们排序到一个单独的块中，并写入DA层。

• Astria EVM

  

  • Astria EVM将是由Astria共享排序器网络驱动的第一个rollup。

  • 当前的大多数rollups自行执行和排序交易，并使用Ethereum作为DA层。Astria EVM将专注于执行，同时使用Astira的共享排序器进行排序，并利用Celestia进行数据可用性。

• Astria Development Cluster

  

  • 2023年8月16日，Astria发布了其开发集群，包含了启动在Astria共享排序器网络上的rollup所需的所有不同组件。该集群的目标是使Astria网络的开发和测试以及与Astria的集成尽可能简单。组建包括：

  • Astria sequencer：用于交易排序的区块生成节点。开发集群依赖于单一节点。当进入主网时，将使用去中心化的节点集。

  • 数据可用性层：一个本地Celestia网络，提供硬确定性。

  • Rollup：执行并存储状态的Geth rollup节点。

  • Composer：从rollup的mempool检索待处理的交易，并将它们提交给Astria的CometBFT mempool。

  • Conductor：接收单独的块后，为每个单独的rollup过滤它们。这些过滤后的块随后传递给rollup进行执行。

  • Relayer：将排序的块发送到conductor和数据可用性层，Celestia。

• 当前进展

  • 2023年4月，Astria宣布完成了550万美元的种子轮融资。

  • 2023年8月，团队发布了他们的开发集群。

  • Astria团队还正在开发一个Devnet以启动项目，预计将在未来几周内发布。

  • 他们的代码是开源的，官方GitHub页面上还提供了进一步的文档。

3. Radius

• 项目概况

  • Radius正在构建一个信任无关的共享排序层，使用加密技术来去中心化排序器、防止审查和最小化有害的MEV。他们的解决方案是区块链不可知的，并且可以用于各种类型的rollups。

• 运行机制

  • 加密的mempool：Radius使用一个加密的mempool来实现其目标。用户提交的每个交易的内容在提交后都会被加密。排序器对交易组进行排序，而不知道每个交易的内容，从而防止排序器提取MEV或进行审查。

  • Practical Verifiable Delay Encryption (PVDE)：Radius利用基于zk的加密方案PVDE创建其加密的mempool。用户交易基于时间锁难题暂时被加密。排序器然后对加密的交易进行排序。排序器需要解决时间锁难题以获得解密密钥。这需要时间和计算资源，并防止排序器过早地解密交易。

  • MEV市场：Radius还提议了一个优化的blockspace设计。他们寻求为交易者创建一个基于拍卖的市场，以提交一组跨rollup的MEV交易。出价最高的人将由排序器将其交易包含在一个块中。

• 与其他解决方案的区别

  • Radius的解决方案可以仅使用单一排序器解决MEV和审查问题。

  • 由于交易的内容是加密的，即使是单一的排序器也不能恶意行事。这意味着没有必要引入共识机制，从速度和可伸缩性的角度来看是有利的。

  • 这与Astria和Espresso的解决方案有所不同，它们都依赖于共识机制来排序交易。

• 当前进展

  

  • 2023年6月，Radius宣布完成了170万美元的种子前轮融资。

  • 计划2025主网上线

4. 其他

报告还简单介绍了NodeKit和AltLayer这两个解决方案，但仅是提及没有做细节介绍。

未来展望

1. L2们在排序器这件事上，现状与选择是什么？

• 现有的L2 rollups面临一个选择：一方面，它们可以维持现状，继续使用唯一的、中心化的排序器；

• 另一方面，它们可以开始与第三方共享排序网络集成或开发自己的内部解决方案。

2. 继续使用中心化排序器，有何影响？

• 这是最简单的行动路线，也可能是最经济明智的。如前所述，排序器的货币化是所有主要rollups重要收入来源。

• 除了维持中心化排序器会导致审查、MEV提取和单点故障风险等问题外，它还违背了加密货币的核心理念。

3. 集成与第三方排序网络，如何取舍？

• 与维持中心化排序器的风险相比，或者为开发内部解决方案所需的努力和成本相比，将排序外包给专家对许多rollups来说可能是明智的选择。

• 其中一个最重要的考虑因素是rollup的互操作性。这可能是在共享排序器上运行的L2与在自己的专有孤立环境中运行的L2之间的最明显的好处。

4. 未来还有哪些展望？

• 一些rollups可能会选择与Espresso和Astria这样的第三方排序网络集成，而其他rollups可能会选择开发自己的内部解决方案。尤其是那些已经发布了本地代币的较大的rollups，可能会看到开发自己的解决方案以最大化利润并为他们的代币增加实用性的价值。

• 这是一个将在未来几个月内继续受到关注的话题，我们确信将有更多的新玩家加入市场，无论是在rollup领域还是在共享排序器领域。