Layer2主要來自用戶在Rollup上交易時所支付的Gas費。目前OP主網2023年6-12月利潤約523萬美元,Arbitrum利潤為1650萬美元,zkSync Era 2023年3-12月利潤為2224萬美元。排序器在Layer2中起著核心作用,負責交易執行和排序,影響收入。中心化排序器存在抗審查性弱、弱活性及獲得不當的MEV收益等問題。一些Layer2提出去中心化排序器方案,如排序器拍賣、領導者選舉、共享排序器。然而,去中心化可能會引發新問題,需要繼續探索解決方案。
目前Layer2主要來源是用戶在Rollup進行交易時所給予的Gas費,只要再下降Layer2向Layer1提交資料時所交的Gas費,剩下的幾乎就是純收入。如下圖所示,粗略統計,OP主網2023年6-12月利潤約為523萬美元,Arbitrum利潤目前為1650萬美元,zkSync Era 2023年3-12月利潤為2224萬美元。
實現如此巨大的利潤背後的秘密是平台?其實這與他們唯一運作的排序器有很大的關係。
,什麼是排序器(Sequencer),它在Layer2中又是如何運作的?中心化排序器所面臨的問題有哪些?同時那麼排序器未來又會如何發展?本文將深入探討這些問題。
排序器原理
Sequenncer,中文譯為排序器或定序器,它是Layer2中非常關鍵的角色。其主要功能為接收來自Layer2用戶的交易並對其進行執行,最後進行交易排序和壓縮後形成的批次(批量)提交到Layer1中。
這樣說可能還是比較抽象,接下來的工匠具體的例子來類比。以往當用戶在以太坊上發生交易時,我們可以形像地想像是自己開車去城裡(以太坊)辦事,當交易高峰時期來臨時是堵車這樣的事情就自然會發生,這個時候用戶除了等以外,就只能多付點錢讓外援(指驗證者)來接你,否則沒有任何辦法。
解決塞車問題在現實中有很多種方案,例如發展大眾運輸、擴寬車道、多修幾條路、錯峰限號出行等,而Layer2就是以太坊的公共交通方案,排序器(Sequencer)就是又是司機。司機告訴大家,你們不用計程車進城了,只要給我一些服務費(比自己開車的費用低)保證給大家目的地,這樣既省錢省力。同時為了最大化利用車站內部的空間,車站師傅一般要把人負責的裝滿才裝車,還會對乘客進行指揮、重新排列,比如兩個胖子之間可以夾一個瘦子,使車內乘客「嚴絲合縫」 」。
了解了這個完整的流程,我們接下來回答一些大家關注的問題。
誰可以運行排序器呢?
有幾種常見的方案:
中心化的排序器
這個Layer2團隊方案贈送或指定某個組織唯一運作的排序器,因為這種方式效率很高但成本卻很低,所以是Layer2團隊最喜歡的方案;
當然還有其他的方案來決定誰可以運行排序器,筆者將在「去中心化排序器」第一部分中詳細介紹。
完全無許可的排序器
意味著任何人都可以但是對交易進行排序並提交到Layer1上。這個方案雖然開始簡單公平,但也有明顯的最終缺點,畢竟排序器並不等同於Layer1的礦工或驗證者,它們並沒有提高的安全性,只是向主鏈提交批次(Batch)。即使多個參與者同時提交批次(Batch),最後也只有一個會被記錄,這就導致其他排序器的計算資源和Gas被大量佔用浪費;
排序器是按什麼標準排序呢?
一般有兩種排序方式,一個是先到先服務,相似先上貨物的人可以先佔座,先發出的交易也被先排序;第二個方式是按氣費排序,如果有的用戶對自己的交易很急,他可以多給排序器一些錢,那麼排序器就會優先分配他的交易而不管先來後到。
主流的Layer2多採用第一種方式,但不管第一種還是順序本質上也只是符合常理罷了,對於如何排序準確Layer2是沒有硬性規定的。排序器甚至可以隨心所欲地排序,類似批次師傅可以拒絕別人上車,也可以提前給自己的親戚朋友座佔同樣的位置,雖然不符合常理。
排序器可以作惡嗎?又有預防呢?
理論上的排序器可以作惡。
排序器的權力其實非常大,他可以故意撤銷某些交易然後謊報其已經成功了,或者也可以在人群交易中夾雜一筆惡意交易(比如將用戶在Layer2的資產轉移到自己的地址)來使自己盈利。
但是,為了防止排序器可能的作惡行為,不同的Layer2也有不同的約束方式。 Optimistic Rollup採用積極證明的方式,即首先樂觀的認為排序器是誠實的,在爭議中(通常為一周)如果沒有驗證者證明排序器是提交到Layer1的數據有誤,那麼其提交的數據將永遠無法更改;ZK Rollup則採用有效證明,即對於排序器發布的批次處理(Batch)都會進行第一時間的驗證,驗證通過後交易就會在Layer1得到最終確認,沒有爭議期。
目前:中心化排序器引發的問題
目前主流的Layer2例如OP主網、Arbitrum One、Starknet及zkSync Era都採用的是中心化排序器方案,由官方或附屬組織運行著排序器,例如樂觀基金會運行OP主網的排序器、Offchain Labs運行著Arbitrum One的排序器等。
中心化專案排序器對於Layer2來說有許多好處,例如管理、提高效率以及還能達到一定的收入。雖然它們幾乎都承諾會維護用戶的利益,不會作惡(現階段嚴格按照先到先)服務的排序標準),但中心化排序器仍然引起許多用戶的擔憂。
抗審查性弱
排序器由單一的一個中心化實體來運行,那麼其抗審查性是無法與Layer1中成千上萬的驗證者或礦工相比。團隊可能會因為法規的要求而明確除掉一些交易,或者因為某些目前大多數Layer2都設計了機制,用戶能夠使繞過排序器直接向Layer1作業交易,但用戶仍然需要額外的成本。
活躍性弱
弱活性也可以理解為單點故障。相較於一秒幾千的交易請求,一個中心化的排序器因為硬體等原因無法同時處理這麼大的請求,當一個排序器過載繼電器沒有其他備用時排序器時就會引起整個系統宕機,例如Arbitrum啟動空投時就會出現過一段時間的宕機。
獲得不當的MEV 收益
MEV全稱為最大可提取價值,即最大可提取價值,是指礦工/驗證者透過挖礦交易(添加、刪除、重排交易)所能夠獲得額外的收益。雖然通常情況下他們會按照Gas費從高到低位進行排序決定交易被納入區塊的順序,但一旦監控到有重大利潤出現時,礦工可以透過在區塊中添加交易、刪除交易或改變交易順序來獲取除出塊獎勵之外的收益,通俗理解就是「即當選手又當裁判」。
在Layer2中,排序器也和Layer1的礦工/驗證器類似擁有整理交易順序的權力。雖然排序器由Layer2團隊運行,但本質上我們仍然無法完全相信他們,尤其是像OP主網使用的還是虛擬記憶體池(為用戶暫存交易的位置,等待排序器處理),這實際上是在進行黑箱操作,儘管其聲稱這樣做的原因是為了防止其他人監控交易而獲取不當的MEV收益。
未來
主流的Layer2(OP主網、Arbitrum One、Starknet、zkSync Era)也並非沒有意識到中心化排序器所帶來的問題。所以他們都提出了自己的去中心化排序器方案。
目前僅在官方文件或貿易中有所體現,似乎相比於將自己的權力和利益分散,他們現在的注意力更集中於打造自己的核心利益(網絡績效、生態建設)。
去中心化排序器
以下筆者將簡單介紹幾種去中心化排序器的方案:
地理去中心化
這是一種簡單的粗暴的方式,將幾個排序器發佈在全球不同的斷層,並由良好且利益相關的公司/組織運行。他們可以透過輪換的方式來決定誰在一段時間內進行交易排序。雖然仍然存在問題,但林唯一的中心排序器,這種方案還是具有更好的抗審查性和活性。
排序器拍賣
Rollup可以透過智能合約直接進行排序器拍賣。任何人都可以競標排序器運行權。這樣的拍賣是對每一個區塊進行,也可以針對某一時段。當然,最後一擊的一方還是要質押一定的保證金,及時在他們作惡時可以對他們進行懲罰。同時,拍賣所得的資金總結也可以進行有效的分配。
領導者選舉
此方案對於任何人都可以將質押到Layer2的智能合約中,每一個作業批處理(Batch)的排序器都可以從這些質押者中隨機抽取(抽取機率中)與質押金金額成正比)。
基於匯總
這是近期在以太坊社群中產生的一個方案,即直接由以太坊的驗證者來主導Layer2交易的排序,徹底取代Layer2坊自己的排序器。當然,這個方案比起前幾個操作介面更高,目前還有許多技術問題有待解決。
共用排序器
去中心化排序器方案本質上探討的是Layer2如何下發排序器的運作權限,在這個過程中Layer2團隊仍然是主導者。而共用排序器指的是取消了單一Layer2獨有的排序器,多個Layer2使用一個第三方排序器網路。
這有許多好處,例如Layer2之間的原子可組合性(不同的Layer2交易在同一個記憶體池內)、阻止MEV提取等。目前有專案正在建立一個共享排序器網絡,如Astria、Radius和Espresso等。
總結與思考
消除風險單點故障和緩解系統性是加密精神,將排序器去中心化的想法某種程度上也是基於這種精神的延伸。但是,如果我們從實際角度出發思考,去中心化排序器或共享排序器現在是否能完美完成中心化排序器所引發的問題呢?
從MEV的角度上來說,以以太坊為例,根據Flashbots的數據顯示,自以太坊合併後,其統計的區塊鏈提案者(Proposer)實現了288829ETH的REV實現。 (註:REV為已提領過的MEV)
這也只是Flashbots統計的非數據,可見MEV市場在消耗許可的以太坊中有多巨大。
良性適當的套利操作而產生的MEV有利於市場的穩定性,但在巨大的MEV利益的誘惑下而可能進行惡意操作(例如三明治攻擊),對整個網路產生不利影響。即使礦工自己不作惡,也會滋生一條鏈下的勾結和賄賂市場。這顯然違背了以太坊理念的初衷,嚴重損害了普通用戶的利益,雖然目前以太坊也在尋找解決方案(例如將排序者與提議者分離) ,但短期內這樣的情況依然存在。
以太坊目前MEV的格局是市場自發性的,那麼當Rollup的排序器同樣放開、去中心化後,久而久之會也不會是這樣的市場格局呢?相較於信任Rollup團隊可能造成的單點故障,市場無序競爭後引發的混亂和另一種中心化也令人膽戰。
同時,共享排序器雖然能夠使不同的Rollup在排序器層面具有互通性,但如果未來更多這樣的第三方共享排序器被使用,本質上它們就成了一個控制多個Rollup的網絡化,其權力也越來越大。那麼,到時候會不會又引發同樣的中心化問題呢?我們是否還需要某種方案來去中心化共享排序器?這些問題都有待進一步的思考。
區塊鏈的發展與中心化是一個艱難而艱難的過程,排序器被人們關注的原因是因為它在整個Rollup中去扮演著極為重要的角色。相信在未來經過不斷的探索與努力,今天所面臨的問題都能得到正確的解決。
參考資料:
【1】你不是真正的匯總
【2】MEV:從零和賽局走向三權分立
【3】對話AltLayer、Scroll、Starknet團隊|共享排序器和L2 共識
【4】optimistic-rollups-vs-zk-rollups
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