導讀

當我們受益於L2所提供的低費用和相對較高的效率時，很少會深入思考其背後可能存在的問題。

以太坊的L2 rollup生態系統日益受到歡迎，但其中經常被忽視的一個點是sequencers,即交易排序器。它並不直觀的體現在交易和UI層面，但其發展的好壞卻與整個L2生態強關聯。

Sequencers負責交易排序，它們提供了更低的費用和更快的交易確認來改善用戶體驗。然而，目前所有主要的以太坊 L2 rollups都選擇運行自己的中心化sequencers，這種做法存在一定風險，也可能與加密精神不符。

誠然，大多數rollups都在其 Roadmap 中提到了sequencers日後會去中心化，但對於具體如何實現，目前尚無明確共識。

因此，該報告將深入探討了sequencers的角色、Ethereum rollup領域的當前狀態、為何L2們沒有動力將排序器去中心化，以及正在研究去中心化排序解決方案的項目。

考慮到報告篇幅較長，深潮研究院對內容進行了精編和提煉，並整理成問答的方式方便讀者理解。

關鍵摘要

1. Sequencers的必要性：Sequencers負責對交易進行排序，但rollups並非一定要自己做排序器。它們的存在是為了提供更好的用戶體驗。

2. 中心化問題：目前，大多數L2 rollup項目選擇運行中心化的sequencer，這可能導致交易審查和其他問題。

3. MEV問題：Sequencers有能力提取最大可提取價值（MEV），可能對用戶不利。

4. 沒有動力改進：各家L2自運營的Sequencers，實際上提供了重要的收入來源。在競爭激烈的L2市場裡，將Sequencers去中心化脫離掌控，商業上並不自洽。

5. 解決方案：共享的、去中心化的sequencers是當前的解決方案，旨在提供更多的去中心化和跨rollup的可組合性。

6. 相關項目：Espresso、Astria和Radius是正在研究這一問題的項目，每個項目都有其獨特的方法。

深入L2排序器現狀：原理、必要性和市場格局

1.什麼是Sequencers，它們承擔什麼工作？

• Sequencers是負責對交易進行排序的實體。

• 它們接收無序的交易，將其組織成塊，並生成有序的交易批次。

2.L2一定需要Sequencer嗎？目前的Sequencer以什麼形態存在？

• Rollups使用Ethereum基層進行數據可用性，他們也可以用它進行交易排序。

• 但Ethereum的基層可能相對低效和昂貴，因此使用中心化的Sequencer更為方便、便宜和用戶友好。

• Sequencers接收來自用戶的無序交易，將其在鏈下處理成組，並生成一個有序的交易批次，然後批量可以將這些交易放入塊併發送到父L1。

• 由於批量壓縮和打包，費用確實降下來了，L2上的交易打包完成後就可以視為交易”軟確認“，用戶感知上交易確認時間也縮短了，具體數據情況見下圖

• 因此答案是“不一定”。它是為了更好的用戶體驗而做的設計選擇。

3.Sequencer中心化，存在的可能問題和風險有哪些？

• 交易審查：Sequencer控制交易排序，因此可能不包括用戶交易。

• MEV提取：Sequencer可以提取最大可提取價值，可能對用戶不利。

• 活躍性問題：如果Sequencer出現故障，整個rollup都會受到影響。

4.為何大多數L2 rollups在自己的規劃中說過想做去中心化的排序器，但都沒有動力去真正的做？

• 經濟因素：維持中心化Sequencer可能是最經濟明智的選擇。Sequencer的貨幣化是所有主要rollups的重要收入來源，無疑是其業務模型的重要部分。

• 簡單性：繼續運行中心化的Sequencer是最簡單的行動方案。與維持中心化Sequencer相比，開發和維護去中心化的解決方案可能更為複雜和資源密集型。

去中心化排序器，值得關注的項目詳解

要讓當前L2的排序器變得去中心化，大致的思路是什麼？

• 核心思路：當前出現的解決方案是去中心化、共享的Sequencers。

• “共享”含義：這裡的“共享”意味著多個不同的rollups可以使用同一個網絡，即來自多個rollups的交易在被排序之前在mempool中被聚合。這有助於減少MEV提取和審查的可能性。

• “去中心化”含義：這裡的“去中心化”指的是領導者輪換的概念，即並不總是由一個單一的參與者對所有交易進行排序，而是從一個去中心化的參與者集合中選擇一個領導者。這有助於抵制審查並提供活躍性保證。

• 與L1的相似性：這與許多不同的L1使用的領導者輪換機制非常相似。實際上，構建一個去中心化的排序層就像構建一個去中心化的L1，即你需要建立一個驗證者集合。

當前有哪些項目在做去中心化排序器，具體的情況如何？

1. Espresso

• 項目概況

  • Espresso Systems是一家致力於為Web3進入主流市場構建工具的公司，特別關注L2 rollups和Ethereum生態系統。

  • Espresso Sequencer是一個去中心化的共享排序網絡，旨在去中心化rollups，同時提供安全、高吞吐量、低延遲的交易排序和數據可用性。

  • 它被設計為rollup交易的去中心化排序和數據可用性的處理器，作為rollups和底層L1之間的中間件網絡。

  • Espresso Sequencer旨在與非Ethereum VMs兼容，並可用於零知識（zk）VMs和樂觀VMs。

• 運行機制

  • Sequencer的核心是一個名為HotShot的共識協議。HotShot基於HotStuff共識協議，結合了多個不同領域的最新發展（如Pacemakers、可驗證的信息分散（VID）等）。

  • HotShot是開放的、無需許可的，並去中心化地參與排序網絡，提供高吞吐量和快速確定性，同時保持安全性和活躍性保證。

• Tiramisu數據可用性

  

  • 作用：大多數rollups依賴於L1區塊鏈（例如Ethereum）進行數據可用性，但ETH塊空間是稀缺且非常昂貴。Espresso 使用Tiramisu數據可用性解決方案來解決這個問題。

  • Tiramisu解決方案有三個新穎的層次，它們共同確保所有需要的各方都能獲得數據

  • Savoiardi：這是一個抗賄賂層（類似於Ethereum的danksharding提議）並提供最高級別的安全性。

  • Mascarpone：中間層，通過選舉一個小型的DA委員會來保證數據的有效恢復。

  • Cocoa：通過為Tiramisu提供內容分發網絡來幫助Tiramisu提供“Web2級”的性能。這有助於有效的數據恢復和大大加速數據傳播。考慮到這一層本質上是中心化的，它是完全可選的。

• 值得注意的合作伙伴

  • Espresso Systems與EigenLayer、Polygon zkEVM、Injective等多家公司建立了合作伙伴關係。

  • 與Doppio測試網的公告一同，Espresso宣佈與Polygon zkEVM合作。這一合作代表了Espresso Sequencer與完全功能的zk-rollup（Polygon zkEVM的一個分支）的第一個端到端集成。

• 當前進展

  • 2022年11月，Espresso開始分享他們關於Espresso Sequencer的工作。

  • 2023年7月20日，Doppio成為HotShot和Espresso Sequencer的第二個主要里程碑和測試網。Espresso Systems還發布了整個項目的白皮書。

2. Astria

• 項目概況

  • Astria正在構建一個共享的排序器網絡，是推動遠離中心化排序器的關鍵公司之一。

  • 他們還在開發Astria EVM，這將是由他們的共享排序器網絡驅動的第一個rollup。此rollup將從他們的網絡中獲得快速、抗審查的交易排序，並利用Celestia進行數據可用性。

• 運行機制

  

  • Astria的共享排序器網絡允許多個不同的rollups共享一個單一的、無需許可的、去中心化的排序器網絡。

  • Astria的共享排序器網絡本身是一箇中間件區塊鏈，使用CometBFT（Tendermint Core的一個分支）達成對有序交易集的共識。該網絡旨在接受來自多個rollups的交易，然後將它們排序到一個單獨的塊中，並寫入DA層。

• Astria EVM

  

  • Astria EVM將是由Astria共享排序器網絡驅動的第一個rollup。

  • 當前的大多數rollups自行執行和排序交易，並使用Ethereum作為DA層。Astria EVM將專注於執行，同時使用Astira的共享排序器進行排序，並利用Celestia進行數據可用性。

• Astria Development Cluster

  

  • 2023年8月16日，Astria發佈了其開發集群，包含了啟動在Astria共享排序器網絡上的rollup所需的所有不同組件。該集群的目標是使Astria網絡的開發和測試以及與Astria的集成儘可能簡單。組建包括：

  • Astria sequencer：用於交易排序的區塊生成節點。開發集群依賴於單一節點。當進入主網時，將使用去中心化的節點集。

  • 數據可用性層：一個本地Celestia網絡，提供硬確定性。

  • Rollup：執行並存儲狀態的Geth rollup節點。

  • Composer：從rollup的mempool檢索待處理的交易，並將它們提交給Astria的CometBFT mempool。

  • Conductor：接收單獨的塊後，為每個單獨的rollup過濾它們。這些過濾後的塊隨後傳遞給rollup進行執行。

  • Relayer：將排序的塊發送到conductor和數據可用性層，Celestia。

• 當前進展

  • 2023年4月，Astria宣佈完成了550萬美元的種子輪融資。

  • 2023年8月，團隊發佈了他們的開發集群。

  • Astria團隊還正在開發一個Devnet以啟動項目，預計將在未來幾周內發佈。

  • 他們的代碼是開源的，官方GitHub頁面上還提供了進一步的文檔。

3. Radius

• 項目概況

  • Radius正在構建一個信任無關的共享排序層，使用加密技術來去中心化排序器、防止審查和最小化有害的MEV。他們的解決方案是區塊鏈不可知的，並且可以用於各種類型的rollups。

• 運行機制

  • 加密的mempool：Radius使用一個加密的mempool來實現其目標。用戶提交的每個交易的內容在提交後都會被加密。排序器對交易組進行排序，而不知道每個交易的內容，從而防止排序器提取MEV或進行審查。

  • Practical Verifiable Delay Encryption (PVDE)：Radius利用基於zk的加密方案PVDE創建其加密的mempool。用戶交易基於時間鎖難題暫時被加密。排序器然後對加密的交易進行排序。排序器需要解決時間鎖難題以獲得解密密鑰。這需要時間和計算資源，並防止排序器過早地解密交易。

  • MEV市場：Radius還提議了一個優化的blockspace設計。他們尋求為交易者創建一個基於拍賣的市場，以提交一組跨rollup的MEV交易。出價最高的人將由排序器將其交易包含在一個塊中。

• 與其他解決方案的區別

  • Radius的解決方案可以僅使用單一排序器解決MEV和審查問題。

  • 由於交易的內容是加密的，即使是單一的排序器也不能惡意行事。這意味著沒有必要引入共識機制，從速度和可伸縮性的角度來看是有利的。

  • 這與Astria和Espresso的解決方案有所不同，它們都依賴於共識機制來排序交易。

• 當前進展

  

  • 2023年6月，Radius宣佈完成了170萬美元的種子前輪融資。

  • 計劃2025主網上線

4. 其他

報告還簡單介紹了NodeKit和AltLayer這兩個解決方案，但僅是提及沒有做細節介紹。

未來展望

1. L2們在排序器這件事上，現狀與選擇是什麼？

• 現有的L2 rollups面臨一個選擇：一方面，它們可以維持現狀，繼續使用唯一的、中心化的排序器；

• 另一方面，它們可以開始與第三方共享排序網絡集成或開發自己的內部解決方案。

2. 繼續使用中心化排序器，有何影響？

• 這是最簡單的行動路線，也可能是最經濟明智的。如前所述，排序器的貨幣化是所有主要rollups重要收入來源。

• 除了維持中心化排序器會導致審查、MEV提取和單點故障風險等問題外，它還違背了加密貨幣的核心理念。

3. 集成與第三方排序網絡，如何取捨？

• 與維持中心化排序器的風險相比，或者為開發內部解決方案所需的努力和成本相比，將排序外包給專家對許多rollups來說可能是明智的選擇。

• 其中一個最重要的考慮因素是rollup的互操作性。這可能是在共享排序器上運行的L2與在自己的專有孤立環境中運行的L2之間的最明顯的好處。

4. 未來還有哪些展望？

• 一些rollups可能會選擇與Espresso和Astria這樣的第三方排序網絡集成，而其他rollups可能會選擇開發自己的內部解決方案。尤其是那些已經發布了本地代幣的較大的rollups，可能會看到開發自己的解決方案以最大化利潤併為他們的代幣增加實用性的價值。

• 這是一個將在未來幾個月內繼續受到關注的話題，我們確信將有更多的新玩家加入市場，無論是在rollup領域還是在共享排序器領域。