Analyse du rapport de l'Institut de recherche Binance : l'état actuel des séquenceurs L2 et la tendance à la décentralisation
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Analyse du rapport de l'Institut de recherche Binance : l'état actuel des séquenceurs L2 et la tendance à la décentralisation
Quels projets actuellement travaillent sur des orderers décentralisés, et quelles sont leurs situations concrètes ?
Dédié à des analyses Web3 approfondiesIntroduction
Lorsque nous bénéficions des frais réduits et de l'efficacité relative offerts par les L2, rares sont ceux qui s'interrogent en profondeur sur les problèmes potentiels sous-jacents.
L'écosystème des rollups L2 d'Ethereum gagne en popularité, mais un élément souvent négligé est celui des « sequencers », ou ordonnanceurs de transactions. Bien qu'ils ne soient pas directement visibles au niveau des transactions ou de l'interface utilisateur, leur développement est étroitement lié à la santé globale de l'écosystème L2.
Les sequencers sont chargés de l'ordonnancement des transactions ; ils permettent des frais plus bas et une confirmation plus rapide, améliorant ainsi l'expérience utilisateur. Toutefois, actuellement, tous les principaux rollups Ethereum L2 choisissent d'exécuter leurs propres sequencers centralisés, une pratique comportant certains risques et potentiellement contraire à l'esprit même de la cryptographie.
Certes, la plupart des rollups mentionnent dans leur feuille de route l'intention future de décentraliser leurs sequencers, mais il n'existe encore aucun consensus clair sur la manière d'y parvenir.
Ce rapport explore donc en détail le rôle des sequencers, l'état actuel du domaine des rollups Ethereum, pourquoi les L2 manquent de motivation pour décentraliser leurs ordonnanceurs, ainsi que les projets travaillant sur des solutions de séquençage décentralisé.
Compte tenu de la longueur du rapport original, TechFlow a condensé et synthétisé son contenu, le présentant sous forme de questions-réponses pour faciliter la compréhension.
Résumé clé
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Nécessité des sequencers : Les sequencers sont responsables de l’ordonnancement des transactions, mais les rollups ne sont pas obligés de gérer eux-mêmes cet ordonnancement. Leur existence vise principalement à améliorer l’expérience utilisateur.
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Problème de centralisation : Actuellement, la majorité des projets L2 rollup exploitent des sequencers centralisés, ce qui peut entraîner des risques de censure transactionnelle et autres problèmes.
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Problème de MEV : Les sequencers ont la capacité d’extraire la valeur maximale extractible (MEV), ce qui peut nuire aux utilisateurs.
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Absence de motivation pour l'amélioration : Les sequencers gérés en interne par les L2 constituent en réalité une source importante de revenus. Dans un marché L2 fortement concurrentiel, déléguer la gestion des sequencers à un système décentralisé n’est pas économiquement rationnel.
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Solutions : Des sequencers partagés et décentralisés représentent la solution actuelle, visant à renforcer la décentralisation et favoriser la composable entre différents rollups.
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Projets pertinents : Espresso, Astria et Radius sont des projets explorant cette problématique, chacun adoptant une approche distincte.
État actuel des ordonnanceurs L2 : Principes, nécessité et paysage du marché
1. Qu'est-ce qu'un sequencer et quel travail accomplit-il ?
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Les sequencers sont des entités responsables de l’ordonnancement des transactions.
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Ils reçoivent des transactions désordonnées, les organisent en blocs et génèrent des lots de transactions ordonnés.
2. Un L2 a-t-il absolument besoin d’un sequencer ? Sous quelle forme existent-ils actuellement ?
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Les rollups utilisent la couche de base d’Ethereum pour la disponibilité des données, et peuvent également s’en servir pour l’ordonnancement des transactions.
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Toutefois, la couche de base d’Ethereum peut être relativement inefficace et coûteuse ; utiliser un sequencer centralisé est donc plus pratique, moins cher et plus convivial pour l’utilisateur.
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Les sequencers reçoivent des transactions désordonnées des utilisateurs, les traitent hors chaîne par groupes, puis produisent un lot de transactions ordonné, qui peut ensuite être intégré en blocs et envoyé à la L1 parente.
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Grâce à la compression et au regroupement des lots, les frais baissent effectivement. Une fois les transactions empaquetées sur L2, elles sont considérées comme « confirmées doucement » ; les utilisateurs perçoivent ainsi un temps de confirmation plus court. Pour plus de détails, voir le graphique ci-dessous.
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La réponse est donc « pas nécessairement ». C’est un choix de conception fait pour améliorer l’expérience utilisateur.
3. Quels sont les problèmes et risques potentiels liés à la centralisation des sequencers ?
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Censure des transactions : Le sequencer contrôle l’ordre des transactions et pourrait donc choisir de ne pas inclure certaines transactions d’utilisateurs.
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Extraction de MEV : Le sequencer peut extraire la valeur maximale extractible (MEV), ce qui peut nuire aux utilisateurs.
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Problèmes de vivacité : Si le sequencer tombe en panne, l’ensemble du rollup est affecté.
4. Pourquoi la plupart des rollups L2 affirment-ils vouloir décentraliser leurs ordonnanceurs dans leurs feuilles de route, mais n’en font-ils jamais rien concrètement ?
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Facteurs économiques : Maintenir un sequencer centralisé peut être le choix le plus économique. La monétisation du sequencer constitue une source de revenus majeure pour tous les principaux rollups, et indéniablement une partie essentielle de leur modèle économique.
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Simplicité : Continuer à exploiter un sequencer centralisé est la solution la plus simple. Comparé à cela, développer et maintenir une solution décentralisée peut être plus complexe et exigeante en ressources.
Ordonnanceurs décentralisés : Présentation détaillée des projets prometteurs
Quelle est l’approche générale pour rendre les ordonnanceurs des L2 actuels décentralisés ?
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Idée centrale : Les solutions émergentes sont des sequencers décentralisés et partagés.
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Signification du terme « partagé » : Plusieurs rollups différents peuvent utiliser le même réseau, c’est-à-dire que les transactions provenant de multiples rollups sont agrégées dans un mempool avant d’être ordonnées. Cela contribue à réduire les risques d’extraction de MEV et de censure.
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Signification du terme « décentralisé » : Il s’agit ici du concept de rotation du leader, selon lequel ce n’est pas toujours un seul participant qui ordonne toutes les transactions, mais plutôt un leader sélectionné parmi un ensemble décentralisé de participants. Cela aide à résister à la censure et garantit la vivacité du système.
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Similitude avec les L1 : Ce mécanisme de rotation du leader est très similaire à celui utilisé par de nombreuses L1 différentes. En réalité, construire une couche d’ordonnancement décentralisée revient à construire une L1 décentralisée, c’est-à-dire qu’il faut créer un ensemble de validateurs.
Quels projets travaillent actuellement sur des ordonnanceurs décentralisés, et dans quel état se trouvent-ils ?
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Espresso
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Présentation du projet
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Espresso Systems est une entreprise axée sur la construction d'outils destinés à faire entrer Web3 dans le grand public, en mettant particulièrement l'accent sur les rollups L2 et l'écosystème Ethereum.
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Le Espresso Sequencer est un réseau d’ordonnancement partagé et décentralisé, conçu pour décentraliser les rollups tout en offrant un ordonnancement sécurisé, haut débit et à faible latence, ainsi qu’une disponibilité des données.
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Il est conçu comme un processeur d’ordonnancement décentralisé des transactions et de disponibilité des données pour les rollups, agissant comme un rseau intermédiaire entre les rollups et la L1 sous-jacente.
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Le Espresso Sequencer vise à être compatible avec des machines virtuelles non-EVM, et peut être utilisé par des VM zk (zero-knowledge) et des VM optimistes.
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Mécanisme de fonctionnement
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Le cœur du sequencer repose sur un protocole de consensus appelé HotShot. Celui-ci s’appuie sur le protocole HotStuff, combinant plusieurs avancées récentes dans divers domaines (comme les pacemakers, la diffusion vérifiable d’information - VID, etc.).
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HotShot est ouvert, sans autorisation préalable, et permet une participation décentralisée au réseau d’ordonnancement, offrant un haut débit et une finalité rapide, tout en conservant sécurité et garanties de vivacité.
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Disponibilité des données Tiramisu
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Objectif : La majorité des rollups dépendent de la blockchain L1 (par exemple Ethereum) pour la disponibilité des données, or l’espace bloc d’ETH est rare et très coûteux. Espresso utilise la solution Tiramisu pour résoudre ce problème.
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La solution Tiramisu comporte trois niveaux innovants qui, ensemble, garantissent que toutes les parties concernées puissent accéder aux données.
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Savoiardi : Une couche résistante aux pots-de-vin (similaire aux propositions danksharding d’Ethereum), offrant le plus haut niveau de sécurité.
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Mascarpone : Couche intermédiaire qui garantit la récupération efficace des données via l’élection d’un petit comité DA.
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Cocoa : Aide Tiramisu à fournir des performances de type « Web2 » en fournissant un réseau de distribution de contenu (CDN). Cela accélère considérablement la propagation des données. Étant fondamentalement centralisé, ce niveau est entièrement optionnel.
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Partenaires notables
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Espresso Systems a établi des partenariats avec plusieurs entreprises telles que EigenLayer, Polygon zkEVM, Injective.
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Conjointement à l’annonce du testnet Doppio, Espresso a annoncé sa collaboration avec Polygon zkEVM. Cette coopération marque la première intégration bout-en-bout entre le Espresso Sequencer et un zk-rollup pleinement fonctionnel (une branche de Polygon zkEVM).
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Avancement actuel
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En novembre 2022, Espresso a commencé à partager ses travaux sur le Espresso Sequencer.
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Le 20 juillet 2023, Doppio est devenu le deuxième jalon majeur et testnet d’HotShot et du Espresso Sequencer. Espresso Systems a également publié le livre blanc complet du projet.
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Astria
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Présentation du projet
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Astria construit un réseau d’ordonnancement partagé, faisant partie des entreprises clés œuvrant pour sortir de la centralisation des sequencers.
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Elle développe également l’Astria EVM, qui sera le premier rollup piloté par leur réseau d’ordonnancement partagé. Ce rollup bénéficiera d’un ordonnancement rapide et résistant à la censure, tout en utilisant Celestia pour la disponibilité des données.
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Mécanisme de fonctionnement
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Le réseau d’ordonnancement partagé d’Astria permet à plusieurs rollups différents de partager un seul réseau d’ordonnancement, sans autorisation préalable et décentralisé.
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Le réseau lui-même est une blockchain intermédiaire utilisant CometBFT (un fork de Tendermint Core) pour parvenir à un consensus sur les ensembles de transactions ordonnées. Il est conçu pour recevoir des transactions de plusieurs rollups, les ordonner dans un seul bloc, puis les écrire sur la couche DA.
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Astria EVM
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L’Astria EVM sera le premier rollup piloté par le réseau d’ordonnancement partagé d’Astria.
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La plupart des rollups actuels exécutent et ordonnancent eux-mêmes les transactions, en utilisant Ethereum comme couche DA. L’Astria EVM se concentrera sur l’exécution, utilisera l’ordonnanceur partagé d’Astria pour l’ordonnancement, et s’appuiera sur Celestia pour la disponibilité des données.
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Astria Development Cluster
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Le 16 août 2023, Astria a lancé son cluster de développement, contenant tous les composants nécessaires pour lancer un rollup sur son réseau d’ordonnancement partagé. Ce cluster vise à simplifier au maximum le développement, les tests et l’intégration avec Astria. Il comprend :
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Le sequencer Astria : Nœud de génération de blocs pour l’ordonnancement des transactions. Le cluster de développement repose sur un seul nœud. À l’arrivée du mainnet, un ensemble décentralisé de nœuds sera utilisé.
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Couche de disponibilité des données : Un réseau Celestia local fournissant une certitude forte.
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Rollup : Nœud Geth rollup exécutant et stockant l’état.
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Composer : Récupère les transactions en attente depuis le mempool du rollup et les soumet au mempool CometBFT d’Astria.
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Conductor : Après réception des blocs individuels, filtre ceux-ci pour chaque rollup spécifique. Ces blocs filtrés sont ensuite transmis au rollup pour exécution.
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Relayer : Envoie les blocs ordonnés au Conductor et à la couche de disponibilité des données, Celestia.
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Avancement actuel
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En avril 2023, Astria a annoncé avoir levé 5,5 millions de dollars lors de son tour de financement initial.
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En août 2023, l’équipe a publié son cluster de développement.
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L’équipe développe actuellement un Devnet pour lancer le projet, dont la sortie est prévue dans les prochaines semaines.
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Le code est open source, et davantage de documentation est disponible sur leur page GitHub officielle.
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Radius
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Présentation du projet
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Radius construit une couche d’ordonnancement partagée sans confiance, utilisant des techniques cryptographiques pour décentraliser les sequencers, empêcher la censure et minimiser le MEV nuisible. Leur solution est indépendante de la blockchain et applicable à divers types de rollups.
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Mécanisme de fonctionnement
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Mempool chiffré : Radius utilise un mempool chiffré pour atteindre ses objectifs. Le contenu de chaque transaction soumise par un utilisateur est chiffré dès la soumission. Le sequencer ordonne les groupes de transactions sans connaître leur contenu, empêchant ainsi l’extraction de MEV ou la censure.
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Chiffrement vérifiable à délai pratique (PVDE) : Radius utilise un schéma cryptographique basé sur zk, le PVDE, pour créer son mempool chiffré. Les transactions des utilisateurs sont temporairement chiffrées via un casse-tête à verrouillage temporel. Le sequencer ordonne alors les transactions chiffrées, et doit résoudre le casse-tête pour obtenir la clé de déchiffrement. Cela prend du temps et des ressources informatiques, empêchant le sequencer de déchiffrer prématurément les transactions.
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Marché du MEV : Radius propose également une conception optimisée de l’espace bloc. Elle vise à créer un marché aux enchères où les traders peuvent proposer des lots de transactions MEV transversaux aux rollups. Le plus offrant voit ses transactions incluses dans un bloc par le sequencer.
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Différences avec les autres solutions
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La solution Radius peut résoudre les problèmes de MEV et de censure avec un seul sequencer.
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Étant donné que le contenu des transactions est chiffré, même un seul sequencer ne peut pas agir malicieusement. Cela rend inutile l’introduction d’un mécanisme de consensus, ce qui est avantageux en termes de vitesse et d’évolutivité.
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Cela contraste avec les solutions d’Astria et d’Espresso, qui reposent toutes deux sur un mécanisme de consensus pour ordonner les transactions.
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Avancement actuel
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En juin 2023, Radius a annoncé avoir levé 1,7 million de dollars lors de son financement pré-amorce.
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Lancement prévu sur mainnet en 2025.
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Autres
Le rapport mentionne brièvement deux autres solutions, NodeKit et AltLayer, sans toutefois entrer dans les détails.
Perspectives futures
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Quelle est la situation actuelle des L2 concernant les ordonnanceurs, et quelles options ont-ils ?
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Les rollups L2 existants font face à un choix : d’un côté, ils peuvent maintenir le statu quo en continuant d’utiliser un unique sequencer centralisé ;
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d’un autre côté, ils peuvent commencer à s’intégrer à des réseaux d’ordonnancement partagés tiers ou développer leurs propres solutions internes.
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Quelles sont les conséquences de continuer à utiliser des sequencers centralisés ?
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C’est la voie la plus simple, et potentiellement la plus rentable. Comme mentionné précédemment, la monétisation du sequencer est une source de revenus cruciale pour tous les principaux rollups.
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Outre les risques de censure, d’extraction de MEV et de point de défaillance unique, le maintien d’un sequencer centralisé va à l’encontre des principes fondamentaux de la cryptomonnaie.
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Intégration à un réseau d’ordonnancement tiers : comment choisir ?
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Comparé aux risques d’un sequencer centralisé ou aux efforts et coûts liés au développement d’une solution interne, externaliser l’ordonnancement vers des spécialistes peut être judicieux pour de nombreux rollups.
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L’un des facteurs les plus importants est l’interopérabilité entre rollups. C’est probablement l’avantage le plus évident d’un L2 fonctionnant sur un sequencer partagé par rapport à un L2 isolé dans son propre environnement propriétaire.
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Quelles perspectives futures ?
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Certains rollups pourraient choisir de s’intégrer à des réseaux d’ordonnancement tiers comme Espresso ou Astria, tandis que d’autres pourraient opter pour des solutions internes. En particulier, les rollups plus importants ayant déjà émis un jeton natif pourraient trouver avantageux de développer leur propre solution afin de maximiser leurs profits et d’ajouter de l'utilité à leur jeton.
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Ce sujet restera sous haute surveillance dans les mois à venir, et nous sommes convaincus que de nouveaux acteurs rejoindront le marché, tant dans le domaine des rollups que dans celui des ordonnanceurs partagés.
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