讓以太坊重新完整

進階10/23/2024, 6:04:48 PM
本文探討了基於 Rollup 和預確認如何協同工作,以構建一個集成的以太坊生態系統。

以太坊轉向以 Rollup 爲中心的路線圖,使得通過在主鏈之外處理交易來實現更快的交易速度,增加了整體吞吐量,降低了成本,並支持需要低延遲的新應用程序(例如,SocialFi 和 GameFi)。然而,這也帶來了 L2 層的碎片化和集中化擔憂,同時對 L1 的價值累積產生了疑問。例如,在三月份的 Dencun(EIP-4844)升級和 blob 引入後,Optimism 的利潤率飆升至 98-99% 的範圍,而 Arbitrum 的利潤率則達到了 70-99%。相比之下,之前幾個月的利潤率很少達到 50%。

Optimism 和 Arbitrum 的利潤率和原始 ETH 收入。此處利潤率定義爲 L2 交易費用(總收入)減去支付給以太坊的費用。來源:Flipside(@charliemarketplace

由於 blob 降低了數據可用性成本,流出以太坊 L1 的價值流對降低 Rollup 成本有利,但也導致以太坊 L1 的網路需求和收入大幅下降。根據 EIP-1559,這導致發行的以太幣超過燃燒的量,威脅到長期經濟安全。然而,隨着網路需求的增加,blob 供應飽和應在未來幾個月內發生,以太坊 L1 的收入將恢復。

關於碎片化,每個 Rollup 獨立運行,缺乏無縫的價值轉移。Rollup 資金被鎖定在以太坊的橋上,因此移動資產可能繁瑣且低效(例如,在 ZK Rollup 之間移動需要數小時,而樂觀 Rollup 之間則需要幾天)。缺乏互操作性限制了一個連貫和集成的區塊鏈生態系統的潛力。

每個 L2 都有自己的流動性池,這使得在以太坊生態系統中有效交易和應用開發時難以獲得足夠的流動性。由於某些 L2 的流動性遠高於其他 L2,它們吸引了更多用戶(因此還有更多流動性),導致贏家通喫的動態。較大的 L2 在小型或新興 L2 的利益上獲益。

根據梅特卡夫定律,這並不一定是零和遊戲,反而可能是負和遊戲。當流動性在 L2 之間分散時,可能會阻止某些 L2 實現其在滿足特定交易和應用需求方面的全部潛在價值。由於網路效應推動的規模經濟將在不同的 L2 之間被稀釋,新興和較小的網路更有可能面臨流動性挑戰,因爲與較大的成熟網路的連接有限。

這種碎片化爲開發者和用戶都帶來了摩擦。開發者必須仔細選擇在哪個 Rollup 上構建,考慮用戶畫像和現有生態系統。與此同時,用戶面臨着將資產存放在哪裏的決策,因爲 Rollup 之間的轉移速度慢、成本高,並且由於橋接依賴性而面臨安全風險。這種缺乏組合性導致在不同 Rollup 之間與合約交互時,用戶體驗較差。

還有租金提取的問題。目前所有 L2 都由中心化的排序者運行,他們負責對交易進行排序和處理,擁有全面的決策權。用戶理所應當地擔心他們在做什麼——他們是在通過搶先處理您的交易來提取租金嗎?用戶必須信任單個排序者的聲譽足以繼續防止這種行爲。同時,還需要考慮常見的中心化風險,例如審查和活躍性。

雖然以太坊也面臨租金提取問題,但運作方式截然不同,因爲在衆多驗證者之間存在領導者輪換,從而降低了單一實體剝削用戶的可能性。然而,實際上,以太坊驗證者仍然通過 MEV-Boost 和公共內存池中的搜索者優先 gas 拍賣(PGA)集體參與搶先處理。這種提議者-構建者分離(PBS)的實現允許驗證者將區塊構建外包給專業構建者,這些構建者優化交易排序以獲取利潤。因此,即使您爲一筆交易支付了足夠的費用,並且有一位構建者願意將其包含在內,但實際上仍然很難不被其他構建者通過 MEV-Boost 進行搶先處理。這一動態突顯了在以太坊上實現真正去中心化和公平交易處理的復雜性。

共享排序層

爲了解決中心化排序者和碎片化問題,共享排序層應運而生。像 Astria

EspressoNodekitRadius 這樣的項目旨在創建一個統一的排序層,可以協調多個 Rollup 之間的交易。它們通過使用共識協議(例如 BFT)將多個 Rollup 連接到一個單一網路,然後選舉出一個排序者來對交易進行排序。這爲確定交易順序提供了一個通用機制,並爲 Rollup 之間提供快速的 L2 最終性和可組合性。

另外,作爲服務的 Rollup(RaaS)提供商(例如 Stackr、Gateway 的 PrestoConduit 等)也處於良好的位置,可以提供共享排序,因爲它們已經在多個框架上管理多個 Rollup——如果這個方向獲得關注,這一點值得關注。

添加共享排序層在去中心化、最終性、快速交易、跨鏈原子性和參與 Rollup 之間的 MEV 分配方面具有潛在好處。通過採用共享排序層,現有 Rollup 可以在不需要獨立去中心化的廣泛工程努力的情況下實現這些好處,因爲它簡化了流程並利用集體基礎設施。

另一個潛在的好處是,一些機構可能更傾向於利用使用自己許可的/KYC 的驗證者集的共享排序層,而不是基礎層中隨機的開放驗證者子集,因爲這些排序者需要檢查交易負載並決定如何處理它。

然而,引入新的共享排序層也帶來了新的信任假設。與依賴於自己安全機制和以太坊主網的單個 Rollup 不同,共享排序者層需要自己明確的安全設置。用戶和開發者必須信任這一新層是安全可靠的,因爲它成爲交易排序和 Rollup 之間價值轉移的關鍵組件。

額外的關注點包括:

  • 收入分配:爲了激勵一組去中心化的實體進行交易排序,Rollup 必須分享其當前收入的一部分。
  • 網路效應:共享排序的有效性依賴於許多 Rollup 的參與。如果某個 Rollup 離開,它會減少可組合的交易數量和 dapp 的多樣性。
  • 去中心化風險:如果沒有強有力的去中心化,共享排序網路本身可能成爲單點故障。然而,確保去中心化網路內的節點保持高質量,以維護快速交易承諾、安全性和可靠性同樣重要。
  • 活躍性風險:BFT 共識假設至少有一半的驗證者在線且誠實——如果這一假設失敗,共享排序層的活躍性將受到影響。

基於 Rollup 和基於排序

但是,如果我們不是引入一個新的共享排序層,而是使用以太坊主鏈進行共享排序——即“基於 Rollup”呢?關鍵的區別在於誰在進行排序——不是中心化的排序者或共享層,而是重新利用以太坊的構建者(與搜索者和提議者)來處理 L2 內存池中的待處理交易並進行排序。由於這些構建者同時對 L1 和 L2 塊進行排序,因此無需依賴 L2 的單一排序者來管理交易排序。相反,這種設計利用了以太坊現有的構建者和提議者,提供了可以說是最可靠和可信中立的交易傳輸層。

爲了進行比較,考慮傳統 Rollup(樂觀的、ZK)與基於 Rollup 的區塊鏈堆棧,包括執行、結算、共識和數據可用性:

在這裏,“共識”是一個寬泛的定義——在傳統的 Rollup 中,只有一個單一的排序者決定交易順序:即(1,1)共識。在基於的情況下,Rollup 重新利用以太坊目前的結構來排序交易。因此,我們也可以將這個框標記爲“排序”。

需要注意的是,還可以存在基於的主權 Rollup(例如,社交應用鏈),這些 Rollup 依賴於基礎層(例如,以太坊、Celestia)來排序 blobs,然後 blobs 的有效性由客戶端軟件檢查(即,它們自行結算;沒有規範鏈)。由於交易有效性是由客戶端軟件檢查,而不是驗證橋,因此它們(a)不需要了解 L1 上的 L2 狀態(例如,提款),並且(b)不需要針對經過驗證的狀態根進行快速無信任同步,因爲它們可以獨立存在,而無需與外部生態系統進行交互。

好處和挑戰

基於 Rollup 解決了以太坊當前 L2 生態系統面臨的三個關鍵挑戰:

  1. 安全性:基於 Rollup 利用以太坊的驗證者集,繼承了主鏈的一些安全特性。這種方法減少了與中心化排序者相關的某些風險,例如單點故障、審查和活躍性風險。然而,這可能會引入新的挑戰。例如,如果系統缺乏對私有 RPC(前稱預確認網關)的支持,搜索者就有最大的機會利用交易及其相關的 MEV。然而,私有 RPC 的存在與否最終取決於錢包和構建者的選擇——這不是基於 Rollup 本身的固有特徵或限制。Spire 正在這裏尋找解決方案
  2. 可組合性:基於 Rollup 旨在通過促進不同 Rollup 之間以及 Rollup 和基礎層之間的智能合約交互來改善可組合性。通過利用以太坊的驗證者集進行排序,基於排序是一種特殊類型的共享排序。這種設計允許任何使用基於排序的 Rollup 利用以太坊的去中心化基礎設施,從而促進可組合性並減少碎片化。共享的方法有助於更無縫地集成各種 Rollup 和基礎層,改善用戶體驗並實現更高效的跨鏈交互。

Taiko 的 Gwyneth 是一個基於 Rollup 的示例,具有水平擴展架構,旨在實現 L2-L2 和 L2-L1 場景下的原子可組合性。然而,真正實現同步可組合性——即合約能夠在同一時隙高度進行交互——是一個困難的問題。這取決於橋接是否允許實時的 L2 到 L1 消息傳遞(無論是使用 TEE 還是實時 SNARK),以及是否有其他橋接能夠非常快速地接受這些消息。如果滿足這些條件,至少部分同步性是可能的,這將使我們更接近同步可組合性和類似單鏈的用戶體驗。在此之前,也許跨 Rollup 可組合性的最佳解決方案是快速橋接(例如 Across ProtocolOrbiter FinancedeBridge),但這些實際上是通過在鏈之間交換資產來工作,而不是實際“移動”資產,這需要在橋的兩側擁有足夠的流動性。

  1. 經濟對齊:盡管基於 Rollup 有潛力允許 Rollup 生成的 MEV 流回參與排序的以太坊 L1 驗證者(例如,在 Puffer UniFiTaiko 的設計中),但這並是硬性規定。在實踐中,應用程序和錢包可能會將大部分 MEV 留給自己,減少流向排序者的 MEV。此外,許多 L2 更願意自己捕獲 MEV,認爲“L1 對齊”是一個劣勢。話雖如此,執行票據的使用(如 Spire 和 Espresso)將允許 L2 即使在基於排序的背景下捕獲 MEV,通過有效地將捕獲 MEV 的權利與 L1 驗證者脫鉤。此外,借助更好的可組合性,基於 Rollup 仍然可以通過擴大乙太坊的區塊空間網路效應、增加流量和擁堵費用,經濟上使以太坊受益,即使 L1 提議者的 MEV 收入並未直接增加。

實施基於 Rollup 的主要挑戰在於基於去中心化排序與 L2 中心化排序的交易確認速度。盡管基於 Rollup 在去中心化、安全性和經濟對齊方面提供了許多優勢,但由於區塊時間的限制,它們無法像中心化排序者那樣提供快速的交易確認。

以太坊的區塊時間大約爲 12 秒,這意味着任何基於以太坊的 Rollup 都會繼承這個限制。較長的區塊時間可能會減慢交易確認速度,降低用戶體驗。這爲需要快速響應時間的應用(例如 GameFi、高頻交易)創造了瓶頸。

使用中心化排序者,用戶可以獲得一種稱爲“軟確認”的弱交易預確認形式,即在該區塊在鏈上確認之前,即時承諾將交易包含在未來的區塊中。盡管這些承諾可能會失效,但用戶仍然信任它們,因爲只有一個排序者在做出承諾,並且該排序者完全控制交易的排序和處理。

在去中心化環境中,情況有所不同,因爲沒有單一實體提供這樣的保證,因此用戶很難對交易在特定區塊中被包含的承諾充滿信心——也許一個驗證者做出了承諾,但另一個被選中提議下一個區塊。與此同時,基於 Rollup 需要能夠提供類似的可信交易包含和執行承諾,以提供與當前中心化 Rollup 相當(或更好的用戶體驗)。那麼解決方案是什麼呢?

基於預先確認

2023 年 11 月,以太坊基金會研究員 Justin Drake 提出了基於預確認的概念,以使基於 Rollup 的性能與傳統 Rollup 相當,同時保留去中心化的優勢。雖然預確認的概念可以追溯到 2012 年,早期關於比特幣的交易保證(稱爲“0conf”)的討論中,但 Justin 的提案在當前關於 L2 中心化、碎片化和 L2-L1 經濟學的熱烈辯論中顯得新穎而及時。

當前的預確認設計空間。改編自 Raghav Agarwal 的預確認報告。注意:* 表示依賴於協議外網關/RPC,以抽象化預確認的復雜性,例如估算小費和路由請求。

預確認(“preconfs”)可以爲基於 Rollup 提供增強的交易處理能力。它們提供強有力的機制,以提供有關交易包含的早期保證。用戶從驗證者那裏獲得更強的交易包含保證。

通過基於預確認,以太坊不僅可以捕獲 L2 的小費用於交易排序和 blob 費用,還可以在預確認到達時捕獲預確認小費。假設這些費用將激勵以太坊提議者提供預確認即服務(PaaS),使他們在這個過程中成爲更復雜的參與者。基本上,這種方法將涉及一個標準化協議,用戶可以支付小費以獲得立即保證,確保他們的 L2 交易將被包含在下一個 L1 區塊中,可能還有關於執行該交易結果的聲明。如果提議者未能履行這一承諾,他們將面臨被削減的風險。

預確認提供者(“preconfers”)接收用戶的請求和小費,並承諾將他們的交易包含在即將到來的時隙中。此處以時隙 n+2 爲例,提議者未提供預確認(“非預確認者”)正在提議時隙 n 和 n+1。來源:Vitalik’s 博客

通過提供早期保證,預確認可以減少與區塊空間爭用和交易排序相關的執行風險。這在追求 MEV 的環境中尤其重要,因爲它可能導致交易延遲或重新排序。

使用預確認的另一個好處是,它們允許定價信號自然流向排序者或網關。這可以導致更高效的拍賣,從而產生更有價值的區塊,相比之下,PBS 的定價信號在構建者拍賣中是碎片化的。通過整合定價信號,預確認可以提高區塊生產的效率和價值。

預確認主要有兩種類型:包含預確認和執行預確認。前者較爲簡單,專注於保證 L2 交易將在下一個 L1 區塊中被包含。後者則提供這一保證外加關於執行該交易結果的聲明,這更爲復雜,因爲它需要模擬交易和完全同步——這意味着排序者需要完全控制交易排序。目前,大多數開發工作集中在 L1 包含預確認(例如,Bolt)或基於 Rollup 的 L2 執行預確認(例如,Puffer、Taiko)上。

到這裏爲止,我們已經涵蓋了從傳統 Rollup 到共享排序器網路,再到基於 Rollup,再到帶有預確認的基於 Rollup 的演變。下圖可視化了這些方法之間的交易生命週期,並突出了它們的區別:

改善以太坊的用戶體驗並減少碎片化

  • 現在,讓我們重點討論帶有預確認的基於 Rollup 如何改善以太坊的用戶體驗,因爲目前它正面臨嚴重的碎片化問題。
  • 更強的保障:以太坊提議者承諾的預確認旨在增強基於 Rollup 的交易處理的可靠性和效率。與中心化排序器的軟確認相比,它們提供了更強的保障,因爲用戶可以通過編程式削減和仲裁來強制執行這些保障。這確保了在去中心化基礎環境中高度的可靠性。這裏需要注意的是,技術上任何 Rollup 都可以採用編程式削減和仲裁,因此預確認並沒有特殊的能力來提供這些更強的保障,它們只是選擇這樣做。
  • 快速確認:基於預確認的確認時間幾乎可以與中心化排序器一樣快。在測試環境中,Taiko 實現了約 20 毫秒的基於預確認的確認時間。這種速度對於需要快速響應時間的應用至關重要,例如高頻交易和遊戲。
  • 無Gas費用交易:預確認者產生的收益可以與支持該協議的質押者共享,以補貼燃氣費用。例如,Puffer UniFi 的架構通過利用其流動性重新質押代幣(LRT)pufETH 生成的本地收益實現無燃氣費用交易。質押 pufETH 參與 UniFi 的用戶與 Puffer 的預確認者共享收益,從而實現了無燃氣費用的交易,使其區別於傳統 Rollup。即使每筆交易節省的費用只有幾美分,幾千次後也會變得相當可觀。
  • 去中心化:與引入單點故障、活躍風險和審查風險的中心化排序器不同,預確認利用以太坊的去中心化驗證者集,符合可信中立性和抗審查的目標。然而,這裏有一個 caveat,即通過基於預確認,你並不會繼承以太坊所有的活躍性和安全性,因爲只有一部分以太坊提議者接受了提供預確認作爲服務(PaaS)的責任。
  • 生態系統整合:預確認可以通過最終實現 L2 和 L1 之間的同步可組合性,促進更順暢的交互。這允許所有基於 Rollup 的智能合約在單個交易中無縫交互,減少碎片化並提供更統一的網路。由於 L1 提議者也作爲 L2 提議者,你可以獲得原子包含保證,這類似於多個 Rollup 使用協議外的共享排序器所實現的原子包含。這種原子包含意味着在跨鏈捆綁中運行的“超級構建者”可以更有效地提取 MEV,因爲它們不需要爲跨鏈捆綁的某一部分失敗而定價風險。

基於預確認的基於 Rollup 實現的跨鏈同步原子包含。來源:Jon Charbonneau

  • 社會一致性和可信中立性:最後但同樣重要的是,與以太坊的對齊在可信中立性方面提供了顯著優勢。基於 Rollup 可以利用這種對齊來吸引優先考慮去中心化和中立性的跨生態系統用戶和開發者。

整合、調整和統一

我們可能正目睹一個變革時刻,就像區域銀行之間發展出的 Fedwire 系統,允許資金在不同機構之間快速高效地轉移。雖然 Fedwire 通過使用集中銀行貨幣結算跨銀行交易,但基於預確認的基於 Rollup 提供了一個去中心化的版本,其中一網路的復雜 MEV 尋找者以太坊提議者與搜索者和構建者合作,實現不同實體之間無縫快速的資產轉移。

雖然激勵對齊方法在基於預確認的領域領先,其中以太坊提議者可以選擇加入 PaaS 網路,但這只是實現統一的三種方式之一:

  1. 統一性:此方法涉及在序列器之間標準化操作,以優先考慮無縫用戶體驗,而非單個 MEV 利潤最大化(當前的序列器狀態)。通過強制序列器之間的統一行爲,此方法可以實現承諾的硬性保證。雖然這對不是復雜 MEV 參與者的序列器有利,但對於尋求優化自身經濟利益的復雜序列器來說卻是限制性。然而,它可以通過提供承諾的硬性保證來實現網路的更優結果。示例:AstriaEspresso Nodekit SEQ
  2. 激勵對齊:此方法專注於在不強加嚴格統一性的情況下對齊序列器的激勵。提議者可以基於他們收到的交易排序出價選擇加入 PaaS 網路。該方法提供靈活性和增加 MEV 提取的潛力,同時提議者保留選擇權。然而,由於提議者可以在不經濟上有利的情況下選擇退出承諾,因此它缺乏統一性方法所提供的硬性保證。示例:Puffer UniFiTaikoPrimev.
  3. 應用鏈:另一種替代方案是讓所有鏈基於相同的框架,分享屬性以實現無縫互操作性。雖然這種方法對於使用相同框架構建的鏈效果很好,但由於技術標準、共識和治理的不同,它在與基於不同框架的鏈進行互操作時效果不佳。除非每個人都同意框架,否則最終會形成不具同步可組合性的 Rollup 聯邦。示例:SpirePolygon CDK OP Stack Arbitrum Orbit Cosmos SDK;另見 RaaS

所有這些方法的共同目標是統一,它們有可能共同存在。在以太坊對齊方面,統一的淨收益是將碎片化 Rollup 的負和遊戲轉變爲社會和技術對齊的 Rollup 的正和遊戲。

平衡 L1-L2 經濟

通過於 2024 年 3 月 13 日上線的 EIP-4844,引入的 Blob 顯著降低了 L2 的運營成本,導致以太坊收入和 ETH 銷毀率下降。盡管如此,已經有提案提出增加每個區塊的 Blob 數量。

與 calldata 相比,Blob 是 Rollup 在以太坊主網存儲數據的更便宜方式,正如下面計算的 L2 運營費用的突然下降所示:(調用數據 + Blob/類型 3 交易 + ZKP 成本)。


來源:Dune (@glxyresearch_team)

同樣,在 EIP-4844 之後,收入也顯著下降。下圖比較了 EIP-4844 前後 150 天滾動總收入的變化。Blob 的總收入計算爲(Blob 基礎費用 × Blob 消耗的 Gas)+(基礎費用 × 調用數據消耗的 Gas)+(優先費用 × 調用數據消耗的 Gas),而通過調用數據批量提交計算的總收入爲(基礎費用 × 調用數據消耗的 Gas)+(優先費用 × 調用數據消耗的 Gas)。

來源:Galaxy Research

基於預確認的基於 Rollup 可能有助於平衡 L1 和 L2 之間的經濟利益。

L2 的直接經濟效益?

基於 Rollup 面臨的一個最大挑戰是如何與當前主導的集中式 Rollup 競爭,這些集中式 Rollup 缺乏明顯的激勵來採用基於的方法或去中心化序列。圍繞這一主題的討論復雜而充滿細微差別。

許多人認爲,L2s 不願去中心化,因爲這樣會失去“序列費用”,而這些費用完全歸單一的序列器所有。然而,在當前 L2 的背景下,“序列費用”這一說法可能並不準確,因爲 L2(如 Base)所產生的收入主要來自於由於區塊空間需求高導致的執行擁堵費用(類似於 EIP-1559 基礎費用),而與序列本身並沒有直接關聯。

但進一步的數據表明情況並非如此(參見該帖子)。Base 的大部分收入來自於優先費用,而不是 EIP-1559 的基礎費用,這些費用對於去中心化的序列器網路而言是難以捕獲的,除非具備強大的抗審查機制。此外,通過 MEV 提取租金,集中式序列器可能會引發審查等問題,這與以太坊去中心化和無信任的理念相悖。由於 MEV 和序列器優先費用交織在一起(因爲二者都會影響交易的排序),MEV 機會可能會影響序列器的交易排序,從而影響用戶願意支付的費用。

簡而言之,數據和優先費用與 MEV 機會的捆綁表明 L2s 去中心化序列的強烈不利因素。L2s 從內部捕獲 MEV 獲益,而且,應用和錢包也會被激勵保留 MEV,進一步減少流向共享序列器的 MEV。

一個潛在的平衡機制是使用執行票據(如 Spire 和 Espresso),這有效地將 MEV 與驗證者獎勵解耦,允許驗證者將其插槽拍賣給可以是 L2 實體的執行提議者。因此,即使在基於序列的背景下,L2s 仍然可以捕獲 MEV。

但也許 L2s 去中心化的最強有力論點是最大化可組合性,以便爲所有 L2s 增加流量和擁堵費用。一種觀點認爲,L2s 不願意利用 MEV,因爲這樣會降低跨鏈可組合性和用戶的執行質量。相反,爲了最大化收入,L2s 應該想要最大化擁堵(基礎)費用,這意味着要在各個方面最大化可組合性和執行質量。

這將我們重新帶回到使用預確認進行序列的基於 Rollup。以太坊無疑是最佳候選者,因爲它是一個可靠中立、去中心化且無需許可的共享序列器,能夠最大化可組合性,而無需引入新的協議外層和安全假設。此外,在以太坊 L1 上去中心化序列可能是應對集中式序列器面臨的監管風險的最安全選擇。

還有另一種可能性是,許多既有的 L2s 不會去基於,只要他們能保持當前活動。相反,基於的方法對於新 L2s 更具吸引力,因爲在一開始就採用集中式序列器的經濟效益較差。而且,如果基於或使用去中心化共享序列的做法變得更加常態化,那麼對於新 L2s 來說,推出單一序列器的理念將更難以說服。

L1的直接經濟效益

基於預確認的協議爲以太坊節點運營商引入了一層新的經濟激勵。通過提供預確認作爲服務(PaaS),這些參與者可以收取額外的費用(預確認小費),以保證交易在即將到來的區塊中被納入,可能還包括對該交易結果的聲明。

在“Dencun”升級後,這一點尤爲重要,因爲區塊鏈的引入使得 L2 交易的成本大幅降低,降低了 L1 數據可用性成本。隨着以太坊的路線圖越來越側重於通過 rollup 提升可擴展性,L1 區塊空間的需求可能會持續下降,進一步降低優先費用,從而影響經濟安全。

賦予以太坊節點在區塊中戰略性定位交易的能力使得選擇加入的節點運營商能夠優先處理那些提供更高費用或具有戰略價值的交易,例如在前跑或後跑機會中。新形成的經濟活動基礎層有效地創造了一條新的收入流,補充現有的交易費用和 MEV 機會。

然而,預確認也可能使某些傳統 MEV 提取形式變得更加困難,因爲交易排序會提前鎖定。如果交易順序被鎖定(例如,使用 Primev 的 mev-commitCommit-Boost),交易者可以圍繞預測的鎖定順序進行策略調整。此外,擁有保證交易結果的執行預確認有助於緩解有毒的 MEV(例如前跑、夾擊攻擊),mev-commit 在 L1 上也能做到這一點,未來的發展可能會將其應用於基於預確認的方案。

預確認還允許更高效的 MEV 提取,因爲它們降低了構建 MEV 提取交易時的風險。通過端到端加密的預執行隱私,競爭投標者和提供者無法觀察和調整基於可見投標的策略,防止他們相互競價或壓價,從而維護競爭和去中心化環境中的公平性。

隱私在這裏是一個重要特徵,因爲當前的 PaaS 提供者要求 MEV 尋求者向他們發送交易,並信任他們的操作。但如果沒有內置隱私,這些服務可能會像 Robinhood 那樣,將 MEV 訂單流出售給其他方(例如高頻交易者),從而促進不公平的競標行爲。

盡管實時零知識證明可以保障私密交易處理,但即使在需要選擇的區塊生成者查看交易以驗證其有效性和遵循網路規則的領導者設計中,實際實施還需要數年時間。在那之前,我們必須信任可能會對我們的交易進行不當操作的 PaaS 提供者。MEV-commit 正在構建一個替代解決方案,結合了一種基於匿名廣播加密和雙階段承諾的新加密原語,該承諾要求提供者在未透露細節之前對投標進行承諾。

預確認機制可以帶來更穩定和可預測的交易費用,允許用戶爲未來的區塊鎖定費用率,幫助緩解網路擁堵期間的費用波動,並更均勻地分配交易負載。

另一個可能性是,PaaS 提供者可以區分自身,並可能根據其可靠的預確認保證聲譽收取更高的費用,形成一個競爭激烈的序列提供者市場。

L1間接經濟效益

基於預確認的 rollup 可以通過減少碎片化和提供更快的交易確認來增強以太坊 L1 的用戶體驗,這將吸引活動回流至 L1,並抵消因 L2 獨立運營而導致的收入下降。結合其他潛在的以太坊 L1 改進,例如更快的區塊時間或單槽最終性(或“安全快速最終性”),以太坊本土的槽和時期架構可以實現亞秒級的預確認槽,這使得繼續使用單序列器 rollup 的方式空間越來越小。

假設以太坊 L1 在這些方面取得了足夠的改進,它可能會吸引對費用不那麼敏感的用戶,這些用戶更重視以太坊的長期穩定性、安全性和溯源性。與此同時,L2 對於其現有的費用敏感用戶生態系統仍然具有吸引力,這些用戶將費用置於這些考慮之上,或者 L2 發展成側鏈,採取垂直整合或模塊化的方式來運營結算和數據可用性。

如果這一情況成真,“妥協方案”的空間——即擁有百個節點的快速鏈,同時以太坊提供額外的互操作性和安全性——將變得越來越小。如果以太坊的費用在大規模操作中維持在低於 1 美元的範圍內,較大金額的交易和優先費用的價值積累將回歸以太坊,而妥協方案的 L2 大部分將僅剩下長尾、低價值的小額交易。

離別前的思緒

現在我們可以看到,如果一個 Rollup 是基於的,它們就使用 L1 作爲其結算和排序層。現有的 Rollup 僅使用 L1 進行結算,而排序則在 L2 中集中。通過預確認,你可以在 L1 上快速實現去中心化排序,使用任何 L2 都可以共享的機制。L2 塊作爲 L1 交易。在協議內實現統一排序。

然而,值得注意的是,雖然預確認似乎是提高以太坊基礎排序的有前景的解決方案,但關於預確認是否引入了復雜性,進而削弱了最初使基於 Rollup 吸引力的簡單性和實時安全性,仍然存在持續的爭論。這是封裝復雜性與系統復雜性之間權衡的問題。關鍵問題在於,基於 Rollup 加上預確認是否真的優於傳統 Rollup 加上回退機制——這種機制使傳統 Rollup 交易可以通過 Rollup 自己的排序者快速確認,但最終依賴以太坊 L1 進行最終性和安全性。回退機制確保即使 Rollup 的排序者失敗,用戶仍然可以通過以太坊 L1 實現延遲交易包含。

此外,Rollup 更傾向於使用單獨的共享排序層,而不是基於共享排序,理由也很好。盡管協議外的共享排序引入了新的信任假設,但這些設計可以通過強制統一的排序者行爲,提供更好的用戶體驗和承諾保障。如果制定了合適的規則,這些系統可以更有效地優化網路中的 MEV 分配,而不是允許自私的 MEV 提取。

在支持基於 Rollup 和共享排序方面,數以百計(或數千計)的個體 L2 排序者的系統復雜性是不合理的,而可以通過標準化的共享協議來封裝和最小化復雜性。具體來說,對於帶有預確認的基於 Rollup,結果的好處超過了成本,因爲你得到了(a)社會對齊和可信中立性,(b)L2 和 L1 狀態之間的原子組合性,以及(c)以太坊的活力和去中心化。

首先,完全與以太坊對齊的基於 Rollup 爲開發者和用戶提供了一個引人注目的提議,他們更看重可信中立性、去中心化和共同發展,而不是各自爭奪個體利益。利用以太坊提議者進行共享排序的可信中立性,成爲吸引跨生態系統用戶和開發者回到以太坊的一個席爾定點。此外,社會對齊作爲一個統一力量,將各種 L2 統一在一個共同的框架下,而不引入新的代幣、品牌或共識機制。

其次,基於 Rollup 提供了有關交易包含和排序的可信承諾,無論是在 L1 還是 L2 塊內。當 L1 塊提議者同時充當 L2 塊提議者時,類似於共享排序中實現的標準化規則,可以實現原子包含保證。

第三,以太坊強大的區塊生產網路意味着,只要以太坊在生產區塊,任何基於 L2 也在生產區塊。而對於傳統 Rollup,如果單一排序者出現故障,整個鏈條也會停止。

盡管有這些優勢,但今天除了理論上的挑戰外,還有一個嚴重的挑戰。在合並期間引入的 PBS 旨在通過分離塊提議者與構建者來促進去中心化。然而,目前資源最豐富的區塊構建者(Beaver 和 Titan 當前幾乎構建了總區塊市場的 90%)的寡頭壟斷構成了風險。這種構建者集中是由 PBS 的網路效應驅動的:隨着構建者市場份額的增加,他們吸引了更多的私人訂單流,使得他們能夠構建更具盈利性的區塊,並進一步增加市場份額。如果基於 Rollup 的應用選擇與 Beaver 和 Titan 私下共享他們的訂單流,這種情況可能只會變得更糟,最終導致整個基於 Rollup 和以太坊生態系統依賴這兩個構建者。這可能會阻礙 Rollup 接納基於模式,並依賴這些構建者爲其構建最佳利益的區塊。

此外,基於 Rollup 還沒有像傳統 Rollup 那樣實現產品市場適應性。這是創始人在決定是否在這一方向分配資源時的重要考慮。

聲明:

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讓以太坊重新完整

進階10/23/2024, 6:04:48 PM
本文探討了基於 Rollup 和預確認如何協同工作,以構建一個集成的以太坊生態系統。

以太坊轉向以 Rollup 爲中心的路線圖,使得通過在主鏈之外處理交易來實現更快的交易速度,增加了整體吞吐量,降低了成本,並支持需要低延遲的新應用程序(例如,SocialFi 和 GameFi)。然而,這也帶來了 L2 層的碎片化和集中化擔憂,同時對 L1 的價值累積產生了疑問。例如,在三月份的 Dencun(EIP-4844)升級和 blob 引入後,Optimism 的利潤率飆升至 98-99% 的範圍,而 Arbitrum 的利潤率則達到了 70-99%。相比之下,之前幾個月的利潤率很少達到 50%。

Optimism 和 Arbitrum 的利潤率和原始 ETH 收入。此處利潤率定義爲 L2 交易費用(總收入)減去支付給以太坊的費用。來源:Flipside(@charliemarketplace

由於 blob 降低了數據可用性成本,流出以太坊 L1 的價值流對降低 Rollup 成本有利,但也導致以太坊 L1 的網路需求和收入大幅下降。根據 EIP-1559,這導致發行的以太幣超過燃燒的量,威脅到長期經濟安全。然而,隨着網路需求的增加,blob 供應飽和應在未來幾個月內發生,以太坊 L1 的收入將恢復。

關於碎片化,每個 Rollup 獨立運行,缺乏無縫的價值轉移。Rollup 資金被鎖定在以太坊的橋上,因此移動資產可能繁瑣且低效(例如,在 ZK Rollup 之間移動需要數小時,而樂觀 Rollup 之間則需要幾天)。缺乏互操作性限制了一個連貫和集成的區塊鏈生態系統的潛力。

每個 L2 都有自己的流動性池,這使得在以太坊生態系統中有效交易和應用開發時難以獲得足夠的流動性。由於某些 L2 的流動性遠高於其他 L2,它們吸引了更多用戶(因此還有更多流動性),導致贏家通喫的動態。較大的 L2 在小型或新興 L2 的利益上獲益。

根據梅特卡夫定律,這並不一定是零和遊戲,反而可能是負和遊戲。當流動性在 L2 之間分散時,可能會阻止某些 L2 實現其在滿足特定交易和應用需求方面的全部潛在價值。由於網路效應推動的規模經濟將在不同的 L2 之間被稀釋,新興和較小的網路更有可能面臨流動性挑戰,因爲與較大的成熟網路的連接有限。

這種碎片化爲開發者和用戶都帶來了摩擦。開發者必須仔細選擇在哪個 Rollup 上構建,考慮用戶畫像和現有生態系統。與此同時,用戶面臨着將資產存放在哪裏的決策,因爲 Rollup 之間的轉移速度慢、成本高,並且由於橋接依賴性而面臨安全風險。這種缺乏組合性導致在不同 Rollup 之間與合約交互時,用戶體驗較差。

還有租金提取的問題。目前所有 L2 都由中心化的排序者運行,他們負責對交易進行排序和處理,擁有全面的決策權。用戶理所應當地擔心他們在做什麼——他們是在通過搶先處理您的交易來提取租金嗎?用戶必須信任單個排序者的聲譽足以繼續防止這種行爲。同時,還需要考慮常見的中心化風險,例如審查和活躍性。

雖然以太坊也面臨租金提取問題,但運作方式截然不同,因爲在衆多驗證者之間存在領導者輪換,從而降低了單一實體剝削用戶的可能性。然而,實際上,以太坊驗證者仍然通過 MEV-Boost 和公共內存池中的搜索者優先 gas 拍賣(PGA)集體參與搶先處理。這種提議者-構建者分離(PBS)的實現允許驗證者將區塊構建外包給專業構建者,這些構建者優化交易排序以獲取利潤。因此,即使您爲一筆交易支付了足夠的費用,並且有一位構建者願意將其包含在內,但實際上仍然很難不被其他構建者通過 MEV-Boost 進行搶先處理。這一動態突顯了在以太坊上實現真正去中心化和公平交易處理的復雜性。

共享排序層

爲了解決中心化排序者和碎片化問題,共享排序層應運而生。像 Astria

EspressoNodekitRadius 這樣的項目旨在創建一個統一的排序層,可以協調多個 Rollup 之間的交易。它們通過使用共識協議(例如 BFT)將多個 Rollup 連接到一個單一網路,然後選舉出一個排序者來對交易進行排序。這爲確定交易順序提供了一個通用機制,並爲 Rollup 之間提供快速的 L2 最終性和可組合性。

另外,作爲服務的 Rollup(RaaS)提供商(例如 Stackr、Gateway 的 PrestoConduit 等)也處於良好的位置,可以提供共享排序,因爲它們已經在多個框架上管理多個 Rollup——如果這個方向獲得關注,這一點值得關注。

添加共享排序層在去中心化、最終性、快速交易、跨鏈原子性和參與 Rollup 之間的 MEV 分配方面具有潛在好處。通過採用共享排序層,現有 Rollup 可以在不需要獨立去中心化的廣泛工程努力的情況下實現這些好處,因爲它簡化了流程並利用集體基礎設施。

另一個潛在的好處是,一些機構可能更傾向於利用使用自己許可的/KYC 的驗證者集的共享排序層,而不是基礎層中隨機的開放驗證者子集,因爲這些排序者需要檢查交易負載並決定如何處理它。

然而,引入新的共享排序層也帶來了新的信任假設。與依賴於自己安全機制和以太坊主網的單個 Rollup 不同,共享排序者層需要自己明確的安全設置。用戶和開發者必須信任這一新層是安全可靠的,因爲它成爲交易排序和 Rollup 之間價值轉移的關鍵組件。

額外的關注點包括:

  • 收入分配:爲了激勵一組去中心化的實體進行交易排序,Rollup 必須分享其當前收入的一部分。
  • 網路效應:共享排序的有效性依賴於許多 Rollup 的參與。如果某個 Rollup 離開,它會減少可組合的交易數量和 dapp 的多樣性。
  • 去中心化風險:如果沒有強有力的去中心化,共享排序網路本身可能成爲單點故障。然而,確保去中心化網路內的節點保持高質量,以維護快速交易承諾、安全性和可靠性同樣重要。
  • 活躍性風險:BFT 共識假設至少有一半的驗證者在線且誠實——如果這一假設失敗,共享排序層的活躍性將受到影響。

基於 Rollup 和基於排序

但是,如果我們不是引入一個新的共享排序層,而是使用以太坊主鏈進行共享排序——即“基於 Rollup”呢?關鍵的區別在於誰在進行排序——不是中心化的排序者或共享層,而是重新利用以太坊的構建者(與搜索者和提議者)來處理 L2 內存池中的待處理交易並進行排序。由於這些構建者同時對 L1 和 L2 塊進行排序,因此無需依賴 L2 的單一排序者來管理交易排序。相反,這種設計利用了以太坊現有的構建者和提議者,提供了可以說是最可靠和可信中立的交易傳輸層。

爲了進行比較,考慮傳統 Rollup(樂觀的、ZK)與基於 Rollup 的區塊鏈堆棧,包括執行、結算、共識和數據可用性:

在這裏,“共識”是一個寬泛的定義——在傳統的 Rollup 中,只有一個單一的排序者決定交易順序:即(1,1)共識。在基於的情況下,Rollup 重新利用以太坊目前的結構來排序交易。因此,我們也可以將這個框標記爲“排序”。

需要注意的是,還可以存在基於的主權 Rollup(例如,社交應用鏈),這些 Rollup 依賴於基礎層(例如,以太坊、Celestia)來排序 blobs,然後 blobs 的有效性由客戶端軟件檢查(即,它們自行結算;沒有規範鏈)。由於交易有效性是由客戶端軟件檢查,而不是驗證橋,因此它們(a)不需要了解 L1 上的 L2 狀態(例如,提款),並且(b)不需要針對經過驗證的狀態根進行快速無信任同步,因爲它們可以獨立存在,而無需與外部生態系統進行交互。

好處和挑戰

基於 Rollup 解決了以太坊當前 L2 生態系統面臨的三個關鍵挑戰:

  1. 安全性:基於 Rollup 利用以太坊的驗證者集,繼承了主鏈的一些安全特性。這種方法減少了與中心化排序者相關的某些風險,例如單點故障、審查和活躍性風險。然而,這可能會引入新的挑戰。例如,如果系統缺乏對私有 RPC(前稱預確認網關)的支持,搜索者就有最大的機會利用交易及其相關的 MEV。然而,私有 RPC 的存在與否最終取決於錢包和構建者的選擇——這不是基於 Rollup 本身的固有特徵或限制。Spire 正在這裏尋找解決方案
  2. 可組合性:基於 Rollup 旨在通過促進不同 Rollup 之間以及 Rollup 和基礎層之間的智能合約交互來改善可組合性。通過利用以太坊的驗證者集進行排序,基於排序是一種特殊類型的共享排序。這種設計允許任何使用基於排序的 Rollup 利用以太坊的去中心化基礎設施,從而促進可組合性並減少碎片化。共享的方法有助於更無縫地集成各種 Rollup 和基礎層,改善用戶體驗並實現更高效的跨鏈交互。

Taiko 的 Gwyneth 是一個基於 Rollup 的示例,具有水平擴展架構,旨在實現 L2-L2 和 L2-L1 場景下的原子可組合性。然而,真正實現同步可組合性——即合約能夠在同一時隙高度進行交互——是一個困難的問題。這取決於橋接是否允許實時的 L2 到 L1 消息傳遞(無論是使用 TEE 還是實時 SNARK),以及是否有其他橋接能夠非常快速地接受這些消息。如果滿足這些條件,至少部分同步性是可能的,這將使我們更接近同步可組合性和類似單鏈的用戶體驗。在此之前,也許跨 Rollup 可組合性的最佳解決方案是快速橋接(例如 Across ProtocolOrbiter FinancedeBridge),但這些實際上是通過在鏈之間交換資產來工作,而不是實際“移動”資產,這需要在橋的兩側擁有足夠的流動性。

  1. 經濟對齊:盡管基於 Rollup 有潛力允許 Rollup 生成的 MEV 流回參與排序的以太坊 L1 驗證者(例如,在 Puffer UniFiTaiko 的設計中),但這並是硬性規定。在實踐中,應用程序和錢包可能會將大部分 MEV 留給自己,減少流向排序者的 MEV。此外,許多 L2 更願意自己捕獲 MEV,認爲“L1 對齊”是一個劣勢。話雖如此,執行票據的使用(如 Spire 和 Espresso)將允許 L2 即使在基於排序的背景下捕獲 MEV,通過有效地將捕獲 MEV 的權利與 L1 驗證者脫鉤。此外,借助更好的可組合性,基於 Rollup 仍然可以通過擴大乙太坊的區塊空間網路效應、增加流量和擁堵費用,經濟上使以太坊受益,即使 L1 提議者的 MEV 收入並未直接增加。

實施基於 Rollup 的主要挑戰在於基於去中心化排序與 L2 中心化排序的交易確認速度。盡管基於 Rollup 在去中心化、安全性和經濟對齊方面提供了許多優勢,但由於區塊時間的限制,它們無法像中心化排序者那樣提供快速的交易確認。

以太坊的區塊時間大約爲 12 秒,這意味着任何基於以太坊的 Rollup 都會繼承這個限制。較長的區塊時間可能會減慢交易確認速度,降低用戶體驗。這爲需要快速響應時間的應用(例如 GameFi、高頻交易)創造了瓶頸。

使用中心化排序者,用戶可以獲得一種稱爲“軟確認”的弱交易預確認形式,即在該區塊在鏈上確認之前,即時承諾將交易包含在未來的區塊中。盡管這些承諾可能會失效,但用戶仍然信任它們,因爲只有一個排序者在做出承諾,並且該排序者完全控制交易的排序和處理。

在去中心化環境中,情況有所不同,因爲沒有單一實體提供這樣的保證,因此用戶很難對交易在特定區塊中被包含的承諾充滿信心——也許一個驗證者做出了承諾,但另一個被選中提議下一個區塊。與此同時,基於 Rollup 需要能夠提供類似的可信交易包含和執行承諾,以提供與當前中心化 Rollup 相當(或更好的用戶體驗)。那麼解決方案是什麼呢?

基於預先確認

2023 年 11 月,以太坊基金會研究員 Justin Drake 提出了基於預確認的概念,以使基於 Rollup 的性能與傳統 Rollup 相當,同時保留去中心化的優勢。雖然預確認的概念可以追溯到 2012 年,早期關於比特幣的交易保證(稱爲“0conf”)的討論中,但 Justin 的提案在當前關於 L2 中心化、碎片化和 L2-L1 經濟學的熱烈辯論中顯得新穎而及時。

當前的預確認設計空間。改編自 Raghav Agarwal 的預確認報告。注意:* 表示依賴於協議外網關/RPC,以抽象化預確認的復雜性,例如估算小費和路由請求。

預確認(“preconfs”)可以爲基於 Rollup 提供增強的交易處理能力。它們提供強有力的機制,以提供有關交易包含的早期保證。用戶從驗證者那裏獲得更強的交易包含保證。

通過基於預確認,以太坊不僅可以捕獲 L2 的小費用於交易排序和 blob 費用,還可以在預確認到達時捕獲預確認小費。假設這些費用將激勵以太坊提議者提供預確認即服務(PaaS),使他們在這個過程中成爲更復雜的參與者。基本上,這種方法將涉及一個標準化協議,用戶可以支付小費以獲得立即保證,確保他們的 L2 交易將被包含在下一個 L1 區塊中,可能還有關於執行該交易結果的聲明。如果提議者未能履行這一承諾,他們將面臨被削減的風險。

預確認提供者(“preconfers”)接收用戶的請求和小費,並承諾將他們的交易包含在即將到來的時隙中。此處以時隙 n+2 爲例,提議者未提供預確認(“非預確認者”)正在提議時隙 n 和 n+1。來源:Vitalik’s 博客

通過提供早期保證,預確認可以減少與區塊空間爭用和交易排序相關的執行風險。這在追求 MEV 的環境中尤其重要,因爲它可能導致交易延遲或重新排序。

使用預確認的另一個好處是,它們允許定價信號自然流向排序者或網關。這可以導致更高效的拍賣,從而產生更有價值的區塊,相比之下,PBS 的定價信號在構建者拍賣中是碎片化的。通過整合定價信號,預確認可以提高區塊生產的效率和價值。

預確認主要有兩種類型:包含預確認和執行預確認。前者較爲簡單,專注於保證 L2 交易將在下一個 L1 區塊中被包含。後者則提供這一保證外加關於執行該交易結果的聲明,這更爲復雜,因爲它需要模擬交易和完全同步——這意味着排序者需要完全控制交易排序。目前,大多數開發工作集中在 L1 包含預確認(例如,Bolt)或基於 Rollup 的 L2 執行預確認(例如,Puffer、Taiko)上。

到這裏爲止,我們已經涵蓋了從傳統 Rollup 到共享排序器網路,再到基於 Rollup,再到帶有預確認的基於 Rollup 的演變。下圖可視化了這些方法之間的交易生命週期,並突出了它們的區別:

改善以太坊的用戶體驗並減少碎片化

  • 現在,讓我們重點討論帶有預確認的基於 Rollup 如何改善以太坊的用戶體驗,因爲目前它正面臨嚴重的碎片化問題。
  • 更強的保障:以太坊提議者承諾的預確認旨在增強基於 Rollup 的交易處理的可靠性和效率。與中心化排序器的軟確認相比,它們提供了更強的保障,因爲用戶可以通過編程式削減和仲裁來強制執行這些保障。這確保了在去中心化基礎環境中高度的可靠性。這裏需要注意的是,技術上任何 Rollup 都可以採用編程式削減和仲裁,因此預確認並沒有特殊的能力來提供這些更強的保障,它們只是選擇這樣做。
  • 快速確認:基於預確認的確認時間幾乎可以與中心化排序器一樣快。在測試環境中,Taiko 實現了約 20 毫秒的基於預確認的確認時間。這種速度對於需要快速響應時間的應用至關重要,例如高頻交易和遊戲。
  • 無Gas費用交易:預確認者產生的收益可以與支持該協議的質押者共享,以補貼燃氣費用。例如,Puffer UniFi 的架構通過利用其流動性重新質押代幣(LRT)pufETH 生成的本地收益實現無燃氣費用交易。質押 pufETH 參與 UniFi 的用戶與 Puffer 的預確認者共享收益,從而實現了無燃氣費用的交易,使其區別於傳統 Rollup。即使每筆交易節省的費用只有幾美分,幾千次後也會變得相當可觀。
  • 去中心化:與引入單點故障、活躍風險和審查風險的中心化排序器不同,預確認利用以太坊的去中心化驗證者集,符合可信中立性和抗審查的目標。然而,這裏有一個 caveat,即通過基於預確認,你並不會繼承以太坊所有的活躍性和安全性,因爲只有一部分以太坊提議者接受了提供預確認作爲服務(PaaS)的責任。
  • 生態系統整合:預確認可以通過最終實現 L2 和 L1 之間的同步可組合性,促進更順暢的交互。這允許所有基於 Rollup 的智能合約在單個交易中無縫交互,減少碎片化並提供更統一的網路。由於 L1 提議者也作爲 L2 提議者,你可以獲得原子包含保證,這類似於多個 Rollup 使用協議外的共享排序器所實現的原子包含。這種原子包含意味着在跨鏈捆綁中運行的“超級構建者”可以更有效地提取 MEV,因爲它們不需要爲跨鏈捆綁的某一部分失敗而定價風險。

基於預確認的基於 Rollup 實現的跨鏈同步原子包含。來源:Jon Charbonneau

  • 社會一致性和可信中立性:最後但同樣重要的是,與以太坊的對齊在可信中立性方面提供了顯著優勢。基於 Rollup 可以利用這種對齊來吸引優先考慮去中心化和中立性的跨生態系統用戶和開發者。

整合、調整和統一

我們可能正目睹一個變革時刻,就像區域銀行之間發展出的 Fedwire 系統,允許資金在不同機構之間快速高效地轉移。雖然 Fedwire 通過使用集中銀行貨幣結算跨銀行交易,但基於預確認的基於 Rollup 提供了一個去中心化的版本,其中一網路的復雜 MEV 尋找者以太坊提議者與搜索者和構建者合作,實現不同實體之間無縫快速的資產轉移。

雖然激勵對齊方法在基於預確認的領域領先,其中以太坊提議者可以選擇加入 PaaS 網路,但這只是實現統一的三種方式之一:

  1. 統一性:此方法涉及在序列器之間標準化操作,以優先考慮無縫用戶體驗,而非單個 MEV 利潤最大化(當前的序列器狀態)。通過強制序列器之間的統一行爲,此方法可以實現承諾的硬性保證。雖然這對不是復雜 MEV 參與者的序列器有利,但對於尋求優化自身經濟利益的復雜序列器來說卻是限制性。然而,它可以通過提供承諾的硬性保證來實現網路的更優結果。示例:AstriaEspresso Nodekit SEQ
  2. 激勵對齊:此方法專注於在不強加嚴格統一性的情況下對齊序列器的激勵。提議者可以基於他們收到的交易排序出價選擇加入 PaaS 網路。該方法提供靈活性和增加 MEV 提取的潛力,同時提議者保留選擇權。然而,由於提議者可以在不經濟上有利的情況下選擇退出承諾,因此它缺乏統一性方法所提供的硬性保證。示例:Puffer UniFiTaikoPrimev.
  3. 應用鏈:另一種替代方案是讓所有鏈基於相同的框架,分享屬性以實現無縫互操作性。雖然這種方法對於使用相同框架構建的鏈效果很好,但由於技術標準、共識和治理的不同,它在與基於不同框架的鏈進行互操作時效果不佳。除非每個人都同意框架,否則最終會形成不具同步可組合性的 Rollup 聯邦。示例:SpirePolygon CDK OP Stack Arbitrum Orbit Cosmos SDK;另見 RaaS

所有這些方法的共同目標是統一,它們有可能共同存在。在以太坊對齊方面,統一的淨收益是將碎片化 Rollup 的負和遊戲轉變爲社會和技術對齊的 Rollup 的正和遊戲。

平衡 L1-L2 經濟

通過於 2024 年 3 月 13 日上線的 EIP-4844,引入的 Blob 顯著降低了 L2 的運營成本,導致以太坊收入和 ETH 銷毀率下降。盡管如此,已經有提案提出增加每個區塊的 Blob 數量。

與 calldata 相比,Blob 是 Rollup 在以太坊主網存儲數據的更便宜方式,正如下面計算的 L2 運營費用的突然下降所示:(調用數據 + Blob/類型 3 交易 + ZKP 成本)。


來源:Dune (@glxyresearch_team)

同樣,在 EIP-4844 之後,收入也顯著下降。下圖比較了 EIP-4844 前後 150 天滾動總收入的變化。Blob 的總收入計算爲(Blob 基礎費用 × Blob 消耗的 Gas)+(基礎費用 × 調用數據消耗的 Gas)+(優先費用 × 調用數據消耗的 Gas),而通過調用數據批量提交計算的總收入爲(基礎費用 × 調用數據消耗的 Gas)+(優先費用 × 調用數據消耗的 Gas)。

來源:Galaxy Research

基於預確認的基於 Rollup 可能有助於平衡 L1 和 L2 之間的經濟利益。

L2 的直接經濟效益?

基於 Rollup 面臨的一個最大挑戰是如何與當前主導的集中式 Rollup 競爭,這些集中式 Rollup 缺乏明顯的激勵來採用基於的方法或去中心化序列。圍繞這一主題的討論復雜而充滿細微差別。

許多人認爲,L2s 不願去中心化,因爲這樣會失去“序列費用”,而這些費用完全歸單一的序列器所有。然而,在當前 L2 的背景下,“序列費用”這一說法可能並不準確,因爲 L2(如 Base)所產生的收入主要來自於由於區塊空間需求高導致的執行擁堵費用(類似於 EIP-1559 基礎費用),而與序列本身並沒有直接關聯。

但進一步的數據表明情況並非如此(參見該帖子)。Base 的大部分收入來自於優先費用,而不是 EIP-1559 的基礎費用,這些費用對於去中心化的序列器網路而言是難以捕獲的,除非具備強大的抗審查機制。此外,通過 MEV 提取租金,集中式序列器可能會引發審查等問題,這與以太坊去中心化和無信任的理念相悖。由於 MEV 和序列器優先費用交織在一起(因爲二者都會影響交易的排序),MEV 機會可能會影響序列器的交易排序,從而影響用戶願意支付的費用。

簡而言之,數據和優先費用與 MEV 機會的捆綁表明 L2s 去中心化序列的強烈不利因素。L2s 從內部捕獲 MEV 獲益,而且,應用和錢包也會被激勵保留 MEV,進一步減少流向共享序列器的 MEV。

一個潛在的平衡機制是使用執行票據(如 Spire 和 Espresso),這有效地將 MEV 與驗證者獎勵解耦,允許驗證者將其插槽拍賣給可以是 L2 實體的執行提議者。因此,即使在基於序列的背景下,L2s 仍然可以捕獲 MEV。

但也許 L2s 去中心化的最強有力論點是最大化可組合性,以便爲所有 L2s 增加流量和擁堵費用。一種觀點認爲,L2s 不願意利用 MEV,因爲這樣會降低跨鏈可組合性和用戶的執行質量。相反,爲了最大化收入,L2s 應該想要最大化擁堵(基礎)費用,這意味着要在各個方面最大化可組合性和執行質量。

這將我們重新帶回到使用預確認進行序列的基於 Rollup。以太坊無疑是最佳候選者,因爲它是一個可靠中立、去中心化且無需許可的共享序列器,能夠最大化可組合性,而無需引入新的協議外層和安全假設。此外,在以太坊 L1 上去中心化序列可能是應對集中式序列器面臨的監管風險的最安全選擇。

還有另一種可能性是,許多既有的 L2s 不會去基於,只要他們能保持當前活動。相反,基於的方法對於新 L2s 更具吸引力,因爲在一開始就採用集中式序列器的經濟效益較差。而且,如果基於或使用去中心化共享序列的做法變得更加常態化,那麼對於新 L2s 來說,推出單一序列器的理念將更難以說服。

L1的直接經濟效益

基於預確認的協議爲以太坊節點運營商引入了一層新的經濟激勵。通過提供預確認作爲服務(PaaS),這些參與者可以收取額外的費用(預確認小費),以保證交易在即將到來的區塊中被納入,可能還包括對該交易結果的聲明。

在“Dencun”升級後,這一點尤爲重要,因爲區塊鏈的引入使得 L2 交易的成本大幅降低,降低了 L1 數據可用性成本。隨着以太坊的路線圖越來越側重於通過 rollup 提升可擴展性,L1 區塊空間的需求可能會持續下降,進一步降低優先費用,從而影響經濟安全。

賦予以太坊節點在區塊中戰略性定位交易的能力使得選擇加入的節點運營商能夠優先處理那些提供更高費用或具有戰略價值的交易,例如在前跑或後跑機會中。新形成的經濟活動基礎層有效地創造了一條新的收入流,補充現有的交易費用和 MEV 機會。

然而,預確認也可能使某些傳統 MEV 提取形式變得更加困難,因爲交易排序會提前鎖定。如果交易順序被鎖定(例如,使用 Primev 的 mev-commitCommit-Boost),交易者可以圍繞預測的鎖定順序進行策略調整。此外,擁有保證交易結果的執行預確認有助於緩解有毒的 MEV(例如前跑、夾擊攻擊),mev-commit 在 L1 上也能做到這一點,未來的發展可能會將其應用於基於預確認的方案。

預確認還允許更高效的 MEV 提取,因爲它們降低了構建 MEV 提取交易時的風險。通過端到端加密的預執行隱私,競爭投標者和提供者無法觀察和調整基於可見投標的策略,防止他們相互競價或壓價,從而維護競爭和去中心化環境中的公平性。

隱私在這裏是一個重要特徵,因爲當前的 PaaS 提供者要求 MEV 尋求者向他們發送交易,並信任他們的操作。但如果沒有內置隱私,這些服務可能會像 Robinhood 那樣,將 MEV 訂單流出售給其他方(例如高頻交易者),從而促進不公平的競標行爲。

盡管實時零知識證明可以保障私密交易處理,但即使在需要選擇的區塊生成者查看交易以驗證其有效性和遵循網路規則的領導者設計中,實際實施還需要數年時間。在那之前,我們必須信任可能會對我們的交易進行不當操作的 PaaS 提供者。MEV-commit 正在構建一個替代解決方案,結合了一種基於匿名廣播加密和雙階段承諾的新加密原語,該承諾要求提供者在未透露細節之前對投標進行承諾。

預確認機制可以帶來更穩定和可預測的交易費用,允許用戶爲未來的區塊鎖定費用率,幫助緩解網路擁堵期間的費用波動,並更均勻地分配交易負載。

另一個可能性是,PaaS 提供者可以區分自身,並可能根據其可靠的預確認保證聲譽收取更高的費用,形成一個競爭激烈的序列提供者市場。

L1間接經濟效益

基於預確認的 rollup 可以通過減少碎片化和提供更快的交易確認來增強以太坊 L1 的用戶體驗,這將吸引活動回流至 L1,並抵消因 L2 獨立運營而導致的收入下降。結合其他潛在的以太坊 L1 改進,例如更快的區塊時間或單槽最終性(或“安全快速最終性”),以太坊本土的槽和時期架構可以實現亞秒級的預確認槽,這使得繼續使用單序列器 rollup 的方式空間越來越小。

假設以太坊 L1 在這些方面取得了足夠的改進,它可能會吸引對費用不那麼敏感的用戶,這些用戶更重視以太坊的長期穩定性、安全性和溯源性。與此同時,L2 對於其現有的費用敏感用戶生態系統仍然具有吸引力,這些用戶將費用置於這些考慮之上,或者 L2 發展成側鏈,採取垂直整合或模塊化的方式來運營結算和數據可用性。

如果這一情況成真,“妥協方案”的空間——即擁有百個節點的快速鏈,同時以太坊提供額外的互操作性和安全性——將變得越來越小。如果以太坊的費用在大規模操作中維持在低於 1 美元的範圍內,較大金額的交易和優先費用的價值積累將回歸以太坊,而妥協方案的 L2 大部分將僅剩下長尾、低價值的小額交易。

離別前的思緒

現在我們可以看到,如果一個 Rollup 是基於的,它們就使用 L1 作爲其結算和排序層。現有的 Rollup 僅使用 L1 進行結算,而排序則在 L2 中集中。通過預確認,你可以在 L1 上快速實現去中心化排序,使用任何 L2 都可以共享的機制。L2 塊作爲 L1 交易。在協議內實現統一排序。

然而,值得注意的是,雖然預確認似乎是提高以太坊基礎排序的有前景的解決方案,但關於預確認是否引入了復雜性,進而削弱了最初使基於 Rollup 吸引力的簡單性和實時安全性,仍然存在持續的爭論。這是封裝復雜性與系統復雜性之間權衡的問題。關鍵問題在於,基於 Rollup 加上預確認是否真的優於傳統 Rollup 加上回退機制——這種機制使傳統 Rollup 交易可以通過 Rollup 自己的排序者快速確認,但最終依賴以太坊 L1 進行最終性和安全性。回退機制確保即使 Rollup 的排序者失敗,用戶仍然可以通過以太坊 L1 實現延遲交易包含。

此外,Rollup 更傾向於使用單獨的共享排序層,而不是基於共享排序,理由也很好。盡管協議外的共享排序引入了新的信任假設,但這些設計可以通過強制統一的排序者行爲,提供更好的用戶體驗和承諾保障。如果制定了合適的規則,這些系統可以更有效地優化網路中的 MEV 分配,而不是允許自私的 MEV 提取。

在支持基於 Rollup 和共享排序方面,數以百計(或數千計)的個體 L2 排序者的系統復雜性是不合理的,而可以通過標準化的共享協議來封裝和最小化復雜性。具體來說,對於帶有預確認的基於 Rollup,結果的好處超過了成本,因爲你得到了(a)社會對齊和可信中立性,(b)L2 和 L1 狀態之間的原子組合性,以及(c)以太坊的活力和去中心化。

首先,完全與以太坊對齊的基於 Rollup 爲開發者和用戶提供了一個引人注目的提議,他們更看重可信中立性、去中心化和共同發展,而不是各自爭奪個體利益。利用以太坊提議者進行共享排序的可信中立性,成爲吸引跨生態系統用戶和開發者回到以太坊的一個席爾定點。此外,社會對齊作爲一個統一力量,將各種 L2 統一在一個共同的框架下,而不引入新的代幣、品牌或共識機制。

其次,基於 Rollup 提供了有關交易包含和排序的可信承諾,無論是在 L1 還是 L2 塊內。當 L1 塊提議者同時充當 L2 塊提議者時,類似於共享排序中實現的標準化規則,可以實現原子包含保證。

第三,以太坊強大的區塊生產網路意味着,只要以太坊在生產區塊,任何基於 L2 也在生產區塊。而對於傳統 Rollup,如果單一排序者出現故障,整個鏈條也會停止。

盡管有這些優勢,但今天除了理論上的挑戰外,還有一個嚴重的挑戰。在合並期間引入的 PBS 旨在通過分離塊提議者與構建者來促進去中心化。然而,目前資源最豐富的區塊構建者(Beaver 和 Titan 當前幾乎構建了總區塊市場的 90%)的寡頭壟斷構成了風險。這種構建者集中是由 PBS 的網路效應驅動的:隨着構建者市場份額的增加,他們吸引了更多的私人訂單流,使得他們能夠構建更具盈利性的區塊,並進一步增加市場份額。如果基於 Rollup 的應用選擇與 Beaver 和 Titan 私下共享他們的訂單流,這種情況可能只會變得更糟,最終導致整個基於 Rollup 和以太坊生態系統依賴這兩個構建者。這可能會阻礙 Rollup 接納基於模式,並依賴這些構建者爲其構建最佳利益的區塊。

此外,基於 Rollup 還沒有像傳統 Rollup 那樣實現產品市場適應性。這是創始人在決定是否在這一方向分配資源時的重要考慮。

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