De la théorie à la pratique : Based Rollup peut-il concrétiser une solution Rollup pilotée par le classement L1 ?
TechFlow SélectionTechFlow Sélection
De la théorie à la pratique : Based Rollup peut-il concrétiser une solution Rollup pilotée par le classement L1 ?
Le nœud du réseau L2 se compose de plusieurs parties, la plus importante étant le séquenceur. Cependant, les séquenceurs des Rollup font actuellement face à un problème de centralisation.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesAuteur : Ac-Core, chercheur chez YBB Capital
Préambule
Le fonctionnement d’Ethereum repose sur le fait que chaque nœud stocke et exécute toutes les transactions soumises par les utilisateurs. Pour étendre le réseau, Ethereum a adopté la solution Rollup. En résumé, celle-ci déplace la majeure partie du traitement des transactions hors chaîne (L2), allégeant ainsi la charge du réseau principal Ethereum (L1) et réduisant les frais de transaction. Autrement dit, Rollup = un ensemble de contrats intelligents sur L1 + des nœuds réseau sur L2, c’est-à-dire des contrats intelligents sur chaîne et des agrégateurs hors chaîne. Ces derniers dépendent d’Ethereum pour leur règlement, leur consensus et la disponibilité des données, tout en étant uniquement responsables de l’exécution des transactions. Le réseau L2 est composé de plusieurs éléments, dont le plus important est l’ordonnanceur (sequencer). Toutefois, actuellement, les ordonnanceurs des Rollups font face à un problème de centralisation.
Rollup et ordonnanceur
Le Rollup est une solution de mise à échelle pour Ethereum (L1). Il exécute les transactions hors chaîne et regroupe celles-ci en blocs. Pour chaque bloc, le Rollup publie sur la couche de disponibilité des données les informations nécessaires à la reconstruction de l’état de la chaîne, et publie sur la couche de règlement la preuve de l’exactitude de l’exécution hors chaîne (deux types de Rollup existent : dans le cas du ZK-Rollup, une preuve de connaissance nulle est publiée pour chaque bloc ; dans le cas de l’Optimistic Rollup, une preuve de fraude n’est publiée qu’en cas de litige). Après l’EIP-4844, lorsque la publication des données bascule vers les blobs, cette couche pourrait être appelée « couche de publication des données ». Les contrats intelligents du Rollup sur L1 vérifient ensuite les preuves publiées. Chaque Rollup dispose d’un ou plusieurs ponts permettant le transfert de données entre chaînes ainsi que les dépôts et retraits.
Dans la logique d’implémentation du Rollup, l’ordonnanceur (Sequencer) est un composant clé. Il reçoit les demandes de transaction sur L2, détermine leur ordre d’exécution, regroupe les transactions par lots (Batch) puis les transmet au contrat intelligent Rollup sur L1. Ce dispositif joue un rôle essentiel dans l’amélioration de l’efficacité du traitement des transactions et la réduction des coûts.
Les fonctions et le fonctionnement de l’ordonnanceur se divisent principalement en quatre parties.
1. Réception des transactions : L’ordonnanceur reçoit les demandes de transaction des utilisateurs ou des applications. Ces transactions sont d’abord traitées sur L2, plutôt que directement sur le réseau principal Ethereum.
2. Ordonnancement des transactions : L’ordonnanceur trie les transactions reçues afin d’en déterminer l’ordre d’exécution. Ce processus ressemble à ce que font les mineurs d’Ethereum avant de regrouper les transactions en blocs.
3. Regroupement des transactions : L’ordonnanceur regroupe les transactions triées en lots, qui contiennent des informations agrégées sur plusieurs transactions.
4. Soumission à L1 : Enfin, l’ordonnanceur soumet les lots de transactions groupées au réseau principal Ethereum (L1), où elles sont réglées et stockées. Ainsi, L1 peut valider et archiver les mises à jour d’état provenant de L2.
Bien que la technologie Rollup offre une solution efficace de mise à échelle, certaines problématiques persistent dans la conception et l’implémentation de l’ordonnanceur. La première concerne la centralisation : la plupart des projets Rollup dépendent actuellement d’un ordonnanceur centralisé, généralement contrôlé par une seule entité ou un petit groupe. Cela pose des risques évidents liés au manque de transparence et aux pannes uniques.
Au-delà de ces explications techniques rigides, la discussion autour des solutions décentralisées d’ordonnancement L2, comme celles mentionnées dans les précédents articles de YBB Capital — que ce soit le modèle Metis ouvrant aux marchés le nœud de mise en gage du pool d’ordonnancement L2, ou encore le projet indépendant Espresso — revient fondamentalement à partager le « gâteau des profits » liés à l’ordonnancement et à anticiper l’espace spéculatif futur du marché. Ainsi, les enjeux d’intérêt et de légitimité restent incontournables.
Contexte historique et conception des Based Rollup
Source de l'image : @drakefjustin
Le concept de Rollup a été initialement proposé par Vitalik Buterin, fondateur d’Ethereum. Son idée originale visait à atteindre un état de « Total Anarchy (anarchie totale) », totalement sans contraintes, permettant une extension illimitée des transactions. Compte tenu des problèmes actuels liés aux ordonnanceurs, en 2023, le chercheur Ethereum Justin Drake a proposé une solution : confier l’ordonnancement au propre réseau L1 d’Ethereum, nommé Based Rollups. Voici ses propos (source voir lien complémentaire 1) :
Définition :
« Lorsque l’ordonnancement d’un Rollup est piloté par la couche de base (L1), on parle alors de Rollup basé sur L1 ou ordonné par L1. Plus précisément, un Rollup basé sur L1 signifie que le prochain propositionnaire L1 peut collaborer avec les chercheurs (searchers) et les constructeurs (builders) L1 pour inclure sans permission le prochain bloc Rollup dans le prochain bloc L1. »
Avantages :
● Vivacité (liveness) : Les Based Rollup bénéficient de la même garantie de vivacité que L1. À noter que les Rollups non Based dotés d’écoutilles d’évacuation (escape hatches) ont une vivacité réduite (une écoutille d’évacuation est un mécanisme de sécurité dans un Rollup permettant aux utilisateurs de retirer leurs actifs de L2 vers la chaîne principale L1 en cas de dysfonctionnement du système Rollup. C’est une sorte de sortie de secours).
Garantie de règlement affaiblie : Avant que le règlement ne soit garanti, les transactions via l’écoutille doivent attendre une période de temporisation.
MEV basé sur la censure : Les Rollups dotés d’écoutilles sont vulnérables pendant la période de temporisation aux effets néfastes du MEV induits par une censure temporaire de l’ordonnanceur.
Risque pour l’effet de réseau : Une panne de l’ordonnanceur pouvant entraîner une sortie massive (par exemple, une attaque 51 % contre un mécanisme PoS d’ordonnancement décentralisé) compromettrait l’effet de réseau du Rollup. Contrairement à L1, un Rollup ne peut pas utiliser un consensus social pour se remettre élégamment d’une panne d’ordonnancement. Dans tous les designs connus de Rollups non Based, la sortie massive reste une épée de Damoclès.
Pénalité en gaz : Les transactions réglées via l’écoutille imposent souvent une pénalité en gaz à leurs utilisateurs (par exemple, à cause d’une compression sous-optimale des données non groupées).
● Décentralisation (decentralization) : Les Based Rollup héritent naturellement de la décentralisation de L1, réutilisant ainsi l’infrastructure chercheurs L1 - constructeurs L1 - propositionnaires L1. Les chercheurs et constructeurs L1 ont un intérêt à inclure des blocs Rollup dans leurs blocs L1 afin de capter le MEV associé au Rollup, ce qui incite à son tour les propositionnaires L1 à intégrer ces blocs Rollup sur L1.
● Simplicité (simplicity) : L’ordonnancement des Based Rollup est le plus simple, bien plus que l’ordonnancement centralisé. Il n’a pas besoin de valider les signatures de l’ordonnanceur, ni d’écoutilles d’évacuation, ni d’un consensus PoS externe.
Note historique : En janvier 2021, Vitalik qualifiait la solution d’ordonnancement basée sur L1 de « complètement anarchique », car elle comportait un risque de soumission simultanée de plusieurs blocs Rollup, entraînant un gaspillage de gaz et de travail. Grâce à la séparation actuelle entre propositionnaires et constructeurs (Proposer-Builder Separation, PBS), l’ordonnancement L1 peut désormais être strictement contrôlé : au maximum un seul bloc Rollup par bloc L1, sans gaspillage de gaz. Lorsque le bloc n+1 du Rollup (ou n+k pour k ≥ 1) inclut la preuve SNARK du bloc n, on évite le gaspillage du travail de preuve dans les ZK-Rollup.
● Coût : Le coût en gaz des Based Rollup est nul — aucune signature d’ordonnanceur, centralisée ou décentralisée, n’a besoin d’être validée. Cette simplicité réduit les coûts de développement, raccourcit le délai de lancement et diminue la surface d’exposition aux vulnérabilités du code. L’ordonnancement des Based Rollup est également sans jeton, évitant ainsi les fardeaux réglementaires liés aux ordonnanceurs basés sur jeton.
● Alignement économique avec L1 (L1 economic alignment) : Le MEV généré par le Based Rollup s’écoule naturellement vers L1. Ce flux renforce la sécurité économique de L1 et, dans le cas de la destruction du MEV, augmente la rareté économique du jeton natif de L1. Cet alignement économique étroit avec L1 pourrait contribuer à la légitimité du Based Rollup. Il est important de noter que, malgré le sacrifice des revenus issus du MEV, le Based Rollup conserve la possibilité de percevoir des revenus à partir des frais de congestion L2 (par exemple, les frais de base L2 selon le modèle EIP-1559).
● Souveraineté (sovereignty) : Bien que l’ordonnancement soit délégué à L1, le Based Rollup conserve sa souveraineté. Il peut disposer d’un jeton de gouvernance, percevoir des frais de base et utiliser ces revenus à bon escient (par exemple, Optimism finance des biens publics).
Inconvénients :
● Aucun revenu issu du MEV : Le Based Rollup abandonne le MEV à L1, limitant ainsi ses revenus aux seuls frais de base. Paradoxalement, cela pourrait augmenter ses revenus totaux. En effet, le paysage des Rollups semble obéir à une logique de « winner takes all ». Le Rollup gagnant pourrait exploiter la sécurité, la décentralisation, la simplicité et la cohérence du Based Rollup pour dominer le marché et maximiser ses revenus.
● Ordonnancement contraint : Déléguer l’ordonnancement à L1 réduit la flexibilité. Cela rend certains services d’ordonnancement plus difficiles, voire impossibles :
○ Pré-confirmation : La pré-confirmation rapide n’est pas un problème pour un ordonnancement centralisé et peut être réalisée via un consensus PoS externe. Obtenir une pré-confirmation rapide avec un ordonnancement L1 reste une question ouverte, mais plusieurs pistes prometteuses sont explorées, notamment EigenL, les listes d’inclusion (Inclusion Lists) et les obligations de constructeur (Builder Bonds).
○ Premier arrivé, premier servi (FCFS) : Un ordonnancement FCFS à la manière d’Arbitrum pourrait ne pas être réalisable sur un Based Rollup. EigenL pourrait fournir une couche FCFS aux Based Rollup ordonnancés par L1.
Nomination :
Le terme « Based Rollup » provient de la proximité avec la chaîne de base (Base L1). Cela entre en conflit avec l’annonce récente de Coinbase concernant sa chaîne Base, une coïncidence amusante. En réalité, dans l’annonce de Coinbase, deux objectifs de conception sont partagés :
● Absence de jeton (tokenlessness) : « Nous n’avons pas l’intention de lancer un nouveau jeton réseau. »
● Décentralisation (decentralisation) : « Nous [...] prévoyons de décentraliser progressivement la blockchain au fil du temps. »
Base pourrait réaliser une décentralisation sans jeton en devenant un Based Rollup.
Source de l'image : @jchaskin22
En résumé, selon cette théorie, le Based Rollup permet à quiconque d’étendre jusqu’au bloc Rollup, simplement en publiant sur L1 les changements d’état des transactions ordonnées, extrayant ainsi le MEV depuis L2. Tous les aspects d’ordonnancement et de sécurité sont fournis par Ethereum L1. Cela permet d’éviter le besoin d’un consensus PoS externe ou d’un jeton spécifique au Rollup. Comparé aux autres Rollups, qui nécessitent inévitablement une fonction « écoutille d’urgence » pour garantir la sécurité des actifs, le Based Rollup peut s’en passer. Tant qu’Ethereum continue de fonctionner en toute sécurité, les transactions sur le Rollup peuvent s’effectuer normalement.
Taiko Labs sur Based Rollup
Source de l'image : site officiel de Taiko
Taiko Labs est l’équipe principale derrière le développement et la promotion du Based Rollup, qui constitue son projet de solution de mise à échelle sur la couche 2 d’Ethereum. Son ambition est de résoudre les problèmes de scalabilité du réseau principal Ethereum grâce à des innovations telles que le Based Rollup. Elle repose sur trois caractéristiques principales :
1. zkEVM Type 1 pleinement compatible avec l’EVM d’Ethereum : Le zkEVM utilisé (Type 1) assure une compatibilité totale avec Ethereum. Les développeurs peuvent migrer sans friction leurs applications décentralisées (dApps) entre Ethereum et Taiko, sans craindre d’échec d’exécution des contrats intelligents.
2.Open source : Tout le code source de Taiko est publié publiquement sur GitHub. N’importe qui peut l’inspecter, construire dessus ou le modifier. Ce modèle open source garantit que le développement de la technologie blockchain ne se limite pas à une petite équipe, mais s’appuie aussi sur une communauté mondiale de développeurs.
3.Décentralisation complète : Outre une haute compatibilité avec l’EVM, Taiko s’engage à atteindre une décentralisation totale du protocole. L’équipe prévoit d’utiliser des propositionnaires et validateurs décentralisés pour soumettre les blocs et générer les zkPs, assurant ainsi la nature décentralisée du système.
Taiko vise à construire un zkEVM de type 1 pleinement équivalent à Ethereum,
c’est-à-dire, selon Vitalik Buterin dans « The different types of ZK-EVMs » (voir lien complémentaire 2), l’objectif d’une équivalence totale et sans compromis avec Ethereum. Il s’agit de valider les blocs Ethereum de façon parfaitement compatible (au moins la couche d’exécution, sans inclure le consensus Beacon Chain mais incluant toutes les transactions, contrats intelligents et logique de comptes, sans remplacer les hachages, arbres d’état/transactions et autres logiques de consensus). Par rapport aux autres types, le Type 1 est donc la solution la plus complexe et la plus difficile à mettre en œuvre.
Source de l'image : Vitalik Buterin, « The different types of ZK-EVMs »
Autres structures clés :
Rollup compétitif basé (BCR - Base Competitive Rollup)
Est une solution innovante de mise à échelle blockchain développée par Taiko Labs. Le BCR vise à améliorer l’efficacité et la sécurité du Rollup grâce à un mécanisme concurrentiel, permettant à différents participants de s’affronter librement pour soumettre des blocs et générer des preuves, renforçant ainsi les performances et le degré de décentralisation du réseau. En résumé :
● Caractéristiques
Concurrence ouverte : Permet à tout participant éligible de concourir pour la soumission de blocs et la génération de preuves. Ce mécanisme ouvert réduit le contrôle centralisé et accroît la décentralisation du réseau. Les concurrents gagnent des récompenses et frais de transaction en offrant un meilleur service.
Mise à échelle efficace : Améliore significativement l’efficacité de la génération et de la validation des blocs. Plusieurs concurrents peuvent travailler en parallèle, évitant les goulets d’étranglement et augmentant la vitesse de traitement des transactions et la capacité d’extension du réseau.
Sécurité : Le mécanisme concurrentiel impliquant plusieurs parties renforce la résistance aux attaques. Avec plusieurs entités générant blocs et preuves, le système devient plus transparent et sécurisé, difficile à contrôler ou attaquer par une seule entité.
● Avantages
Compatibilité EVM : Le BCR est entièrement compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), permettant aux contrats intelligents et dApps existants de migrer facilement sans modifications majeures.
Fort débit : Grâce au traitement parallèle des transactions et à la génération de blocs, le débit du réseau augmente fortement, supportant un volume élevé de transactions, réduisant les coûts et les délais.
Décentralisation : Le mécanisme décentralisé de génération de blocs et de preuves préserve la nature décentralisée du réseau, réduisant le risque de contrôle par une entité centralisée.
● Inconvénients
Complexité accrue : Le système requiert des algorithmes et protocoles complexes pour coordonner la génération et validation des blocs entre plusieurs concurrents. Les contrats intelligents doivent intégrer une logique supplémentaire pour gérer les résultats de la concurrence.
Problèmes potentiels : Sous le mécanisme concurrentiel du BCR, la concurrence simultanée entre plusieurs participants pour calculer et soumettre des blocs peut entraîner une hausse des frais. Les utilisateurs pourraient faire face à des frais élevés, surtout en période de forte activité ou de concurrence intense. De plus, les gros nœuds disposant de plus de ressources pourraient dominer la concurrence, conduisant à une centralisation.
Rollup basé sur booster (BBR - Based Booster Rollup)
Le booster (booster) dans le BBR est un participant spécial chargé d’optimiser les lots de transactions, en compressant les données et en traitant en parallèle plusieurs lots. Son rôle réel est de séparer l’exécution du stockage : maintenir l’exécution sur L2 tout en conservant la décentralisation sur L1, et assurer que les adresses des contrats intelligents soient identiques sur L1 et sur tous les BBR.
Cependant, il fait face à des défis liés à l’augmentation de la complexité du système, à la consommation de ressources et à une possible centralisation. À l’avenir, le BBR devra continuer à être optimisé et étendu pour répondre aux besoins croissants de l’évolution de la technologie blockchain.
Source de l'image : Taiko Labs
Conclusion
Actuellement, le Based Rollup représente une transformation majeure dans les méthodes de mise à échelle de la couche 2 d’Ethereum. En déléguant directement l’ordonnancement du Rollup aux propositionnaires de la couche 1 et en exploitant la séparation entre propositionnaires et constructeurs, la couche 1 assume tous les rôles d’ordonnancement pour le Rollup. Cela étend également le MEV : les chercheurs L2 peuvent envoyer des paquets de transactions aux constructeurs L2, qui sont eux-mêmes des chercheurs L1, et ces blocs L2 complets deviennent ensuite partie intégrante des blocs L1, finalement traités par les constructeurs L1 et le réseau principal Ethereum.
Il reste à déterminer si le Based Rollup peut être considéré comme la solution finale du Rollup, mais on ne peut nier qu’il s’agit d’une innovation majeure dans la mise à échelle de la couche 2 d’Ethereum, offrant une solution plus sûre et plus décentralisée. Si l’on transpose cette logique à l’écosystème Bitcoin, comparé à Ethereum qui possède une machine virtuelle native, extensible et hautement décentralisée, la difficulté serait tout aussi importante. Ainsi, l’industrie dans son ensemble a encore un long chemin à parcourir pour résoudre véritablement le problème de la mise à échelle décentralisée.
Liens complémentaires :
【1】Based rollups—superpowers from L1 sequencinghttps://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1
【2】The different types of ZK-EVMs
Articles de référence
【1】Le jeu de la confiance : les Rollups manipulés par des multisignatures et des comités
Bienvenue dans la communauté officielle TechFlow
Groupe Telegram :https://t.me/TechFlowDaily
Compte Twitter officiel :https://x.com/TechFlowPost
Compte Twitter anglais :https://x.com/BlockFlow_News
@YBBCapital
