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去中心化排序器(Sequencer)能走多远?

Bing Ventures 2023-07-29 15:31 6902

它的引入旨在通过将链上交易进行批量处理和排序,将大部分计算和数据存储的工作转移到Layer2来减轻以太坊主链的负担。

作者:Kyle Liu, Bing Ventures投资经理

导语:排序器(Sequencer)用于解决以太坊网络中的可扩展性和性能限制。它的引入旨在通过将链上交易进行批量处理和排序,将大部分计算和数据存储的工作转移到Layer2来减轻以太坊主链的负担。去中心化排序器的天花板在于其所依赖的底层协议以及网络环境。尽管去中心化的排序器可以提高系统的安全性和韧性,但仍存在一些限制和挑战。

排序器是Rollup网络的核心组成部分,它负责接收交易、排序交易、执行交易和提交交易数据等关键操作。如果网络的单一排序器出现故障或不可用,则整个网络将停止处理交易。然而,很多现有的Rollup方案仅有一个单一的排序器,导致它们的去中心化程度远不如某些中心化的替代Layer 1方案。因此,去中心化排序器的重要性不言而喻,而有潜力的去中心化排序器方案应当通过设计和实施上的改进,有效提升系统的去中心化性质。

排序器的重要性

现有的Rollup方案包括基于零知识证明(ZK)的Rollup和基于乐观执行的Rollup。这些方案在提高可扩展性方面相比单体式的Layer 1方案有着更好的设计。然而,它们也存在一些问题:

零知识证明(ZK)Rollup的问题:

  1. 计算复杂性:使用ZK证明来验证交易的正确性和合法性需要大量的计算资源和时间。这可能导致交易处理的延迟和高昂的计算成本。

  2. 可验证性的依赖:ZK Rollup依赖于外部可验证性,即需要外部监督者验证ZK证明的正确性。这可能引入信任问题和中心化风险。

乐观执行的Rollup的问题:

  1. 可逆性:乐观执行的Rollup在交易执行过程中采用乐观的假设,即假设所有交易都是有效且没有冲突的。但如果存在冲突或无效的交易,整个系统可能需要回滚和重新执行,导致一定的不确定性和处理时间延迟。

  2. 前置运营(MEV):乐观执行的Rollup可能面临前置运营问题,即交易执行顺序的滥用,导致操纵交易和不公平的交易优先级。

这些问题限制了现有Rollup方案的性能和安全性,并且可能影响用户体验和可用性。解决这些问题的关键是通过引入排序器等新设计来提高Rollup的性能和去中心化程度。排序器的作用主要表现为提高吞吐量和压缩交易数据。排序器可以对输入的交易进行排序,从而提高交易处理的效率和吞吐量。通过将交易按照一定规则进行排序,可以减少交易之间的冲突和竞争,提高整体系统的处理能力。排序器还可以对交易进行压缩,将多个交易打包成一个单一的交易,从而减少交易数据的规模。这种压缩可以减少链上存储和传输的成本,并提高整体系统的效率。

中心化排序器的问题

现有的Rollup解决方案大多运营自己的中心化排序器,因为这样更加方便,且成本较低。然而,中心化排序器的弊端也显而易见,即可能导致交易的审查、收取过高的费用、在交易执行方面进行优先交易(前端运营)或产生不良的MEV(最大化可提取价值)等问题。

Source: Bing Ventures

我们认为,解决中心化排序器问题的关键是推动技术创新和探索去中心化的排序器解决方案。如前所述,虽然目前的中心化排序器在提高吞吐量和性能方面发挥着重要作用,但我们应该积极寻求更安全、更防审查以及更去中心化的替代方案。这些方案可能需要在安全性、性能和去中心化程度之间进行权衡,并且在设计和实施上均存在难度,但它们有望解决当前中心化排序器所面临的问题。

去中心化之路

目前,去中心化排序器技术还有待进步,可能的方向包括更有效的排序算法、更高效的验证机制和更智能的排序器设计等。以下,我们总结了一些我们认为的有益尝试所采取的的路线。毫无疑问,随着时间的推移,去中心化排序器技术将不断改进和演进。这可能包括更高的吞吐量、更快的确认速度、更低的延迟以及更高的安全性和可组合性。

  1. 权威证明(POA):这种方案授权一组实体在PoA系统中轮流担当排序器。它能够有效改善抗审查性,且具有最低的延迟,但仍然存在单点故障的风险。

  2. 基于Rollups:这种方案允许任何人向数据可用层(DA)提交L2批次,然后由DA层决定最终的区块(提议者)。它的优点是继承了DA层的活性和抗审查性,但可能会泄露收益和受到MEV的影响,并且确认速度较慢。

  3. 去中心化验证者技术(DVT):这种方案将排序职责分配给一个集群,集群中的每个节点使用它们的验证器密钥的部分份额签署独立的证明。这种方案具有灵活性,可以与其他解决方案结合使用,但会增加一定的延迟。

  4. 共享排序器:这种方案允许多个Rollup选择进入一个共享排序器,它能够同时处理链A和链B上的交易,并为排序层提供强大的经济安全性和实时抗审查性。共享排序器具有多链的网络效应,但仍然受限于L1的数据和事务排序吞吐量。

  5. 建立一个新的排序器集:这种方案通过使用代币激励机制,无许可地创建一个去中心化的排序器组。它的优点是增加代币的效用,但可能存在延迟,并且实施门槛对于不太知名的Rollups可能会有困难。

尽管去中心化排序器拥有众多优势,但目前的多种方案均有自己的权衡,各有利弊。

Source: Bing Ventures

潜在的机会

现在我们跳脱出来,去中心化排序器能过一劳永逸地解决以太坊的问题吗?它是否已经在一些地方为以太坊埋了一些隐患?

首先,对于依赖底层区块链协议(L1)的去中心化排序器方案,其性能和可扩展性天然就受到L1协议本身的限制。如果底层协议在处理事务和共识方面存在瓶颈,那么即使排序器具备高度的去中心化和响应能力,整个系统的性能也会受到限制。

其次,网络环境对于去中心化排序器的影响也是一个重要的考虑因素。网络的同步性和稳定性会直接影响排序器的活跃度和安全性。在异步网络中,排序器会失去活跃度,即无法及时处理交易。而在网络同步性较强的情况下,排序器可以更可靠地保持活跃状态。

那么,这也就意味着随着去中心化排序器的发展,与其相关的基础设施将成为潜在的投资机会。这包括提供排序器服务的技术提供商、安全审计公司、跨链解决方案提供商以及治理和参与平台等。这些基础设施将有望改善我们提到的问题。需要强调的是,去中心化排序器是以太坊社区为提升系统性能和扩展性所探索的一种解决方案,但并非唯一的解决方案。未来还会出现其他技术和改进,以进一步提升以太坊网络的性能:

  1. 多链互操作性:随着各种区块链和Layer 2解决方案的出现,多链互操作性将成为去中心化排序器的一个重要方面。未来的排序器可能需要能够同时处理多个链上的交易,并实现原子可组合性,以提供更流畅的用户体验和更强大的功能。

  2. 防止MEV和提高用户保护:未来的排序器可能会采取措施来减少MEV的影响,并提供更好的用户保护机制。这可能包括采用随机排序机制、合理的交易费用机制以及更好的隐私保护措施。

  3. 增强的治理和参与机制:为了确保去中心化排序器的公平性和安全性,未来的排序器可能会引入更强大的治理和参与机制。这可以通过代币持有者的投票、验证者的选举和参与者的分权决策来实现。更加开放和透明的治理机制可以促进社区参与和推动系统的发展。

总而言之,随着去中心化排序器的发展,我们预计将涌现出更多商业模式创新。这可能包括不同的交易费用模型、基于排序器的数据服务和链上应用程序等。创新的商业模式将为排序器提供更多的经济激励,从而促进其广泛应用和可持续发展。

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