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Exploración de la Descentralización de los Ordenadores Layer2 de Ethereum: Una Red Compartida que Resuelve el Dilema de la Centralización
Problemas de centralización en Layer2 de Ethereum: exploración de ordenadores descentralizados
1. Puntos clave
La principal función de Layer2 rollup es proporcionar a los usuarios un entorno de transacciones seguro y económico. El rollup agrupa las transacciones de los usuarios y las envía a Ethereum Layer1.
El ordenado es responsable de clasificar y empaquetar las transacciones de los usuarios. Actualmente, la mayoría de los proyectos rollup utilizan ordenadores centralizados, lo que conlleva riesgos como la censura, la extracción de MEV y el fallo de punto único.
La red de ordenadores compartidos descentralizados es una de las soluciones, que puede proporcionar servicios de ordenamiento descentralizados para múltiples rollups.
Proyectos como Espresso, Astria y Radius están desarrollando soluciones innovadoras de ordenación compartida, cada uno con sus propias características.
La descentralización de los ordenadores es crucial para la seguridad y la interoperabilidad del ecosistema rollup, y es una dirección importante para el desarrollo futuro.
2. Introducción
Con la creciente popularidad del ecosistema de rollups Layer2 de Ethereum, el papel de los ordenadores ha recibido cada vez más atención. Los ordenadores son responsables de la ordenación de transacciones, y al usar un ordenador, el rollup puede ofrecer una mejor experiencia de usuario, tarifas más bajas y una confirmación de transacciones más rápida.
Sin embargo, los principales proyectos de Layer2 de Ethereum actualmente utilizan ordenadores centralizados, lo que puede dar lugar a problemas como la censura, la captura de MEV y puntos únicos de fallo, lo que va en contra del espíritu de descentralización de las criptomonedas.
Aunque la mayoría de los proyectos rollup han incluido la descentralización del ordenante en su hoja de ruta, aún no hay un consenso sobre cómo lograr la descentralización. Es notable que Arbitrum y Optimism lanzaron planes relacionados desde la segunda mitad de 2021, pero no han logrado avances sustanciales en cuanto a ordenantes descentralizados.
Este informe explorará en detalle el papel de los ordenadores y el estado actual del ámbito de rollup de Ethereum, analizará a fondo los proyectos que están desarrollando soluciones y reflexionará sobre el impacto que esto podría tener en el futuro desarrollo del ecosistema rollup de Layer 2 de Ethereum.
3. Introducción al Ordenador
La blockchain es esencialmente un libro mayor distribuido compuesto por datos de transacciones con marcas de tiempo organizados en bloques. Inicialmente, estos datos de transacciones son desordenados y deben ser ordenados para ser organizados en bloques y ejecutados, generando un nuevo estado de la cadena de bloques. Para blockchains de Layer 1 como Ethereum, este ordenamiento de transacciones ocurre en la propia capa base.
En la solución de escalado más popular de Ethereum - Layer2 rollup, el ordenamiento de transacciones se ha convertido en un problema cada vez más importante. La principal función de rollup es proporcionar a los usuarios un entorno de transacciones seguro y de bajo costo. En términos simples, Layer2 rollup ofrece a los usuarios una capa de ejecución y luego agrupa los datos de transacciones para enviarlos a la capa superior Layer1, como Arbitrum, Optimism, zkSync, etc. Un lote de transacciones enviado a Layer1 generalmente contiene cientos o miles de transacciones Layer2 comprimidas, lo que reduce el costo de enviar datos a Layer1.
En el mundo de Layer2 rollup, el ordenante es la entidad responsable de clasificar las transacciones en grupos. El ordenante recibe transacciones desordenadas de los usuarios, las procesa en grupos fuera de la cadena y luego genera un lote de transacciones ordenadas y comprimidas. Estas transacciones se pueden incluir en bloques y enviarse a la capa padre Layer1. Los lotes de transacciones también pueden ser utilizados en la capa de disponibilidad de datos (, que generalmente es Ethereum, para la mayoría de los rollups actuales ). El ordenante también proporciona a los usuarios un compromiso suave, es decir, después de recibir la transacción del usuario, se ofrece un recibo casi inmediato como "confirmación suave". La "confirmación dura" es la que se recibe después de que la transacción se envía a la capa Layer1.
¿Por qué Rollup necesita usar un ordenante, por qué es un problema?
El objetivo fundamental del ordenadores es mejorar la experiencia del usuario. Usar un ordenador para transacciones de Layer2 es similar a usar "carriles rápidos", lo que significa tarifas más bajas y confirmaciones de transacciones más rápidas. De hecho, el ordenador puede comprimir cientos o miles de transacciones de Layer2 en una sola transacción de Layer1, ahorrando así en tarifas de gas. Además, la confirmación suave que ofrece el ordenador significa que las transacciones de rollup pueden proporcionar a los usuarios confirmaciones de bloques rápidas. Esta combinación ayuda a mejorar la experiencia del usuario al utilizar rollups de Layer2.
Es importante tener en cuenta que los rollups no necesariamente requieren un ordenante; esto es solo una elección de diseño hecha para proporcionar una mejor experiencia al usuario. Por ejemplo, así como la mayoría de los rollups utilizan Ethereum Layer1 para mejorar la disponibilidad de datos, también pueden utilizar Ethereum para el ordenamiento. Sin embargo, la eficiencia de la capa base de Ethereum es relativamente baja y costosa, especialmente considerando que el volumen de transacciones en Layer2 es alto. En esencia, el rendimiento de las transacciones de los rollups estará limitado por la tasa de ordenación de datos de Ethereum Layer1. Los usuarios también experimentarán la misma latencia de confirmación de transacciones que al operar en Ethereum. Esto significa que, hasta ahora, cada proyecto importante de Layer2 rollup ha descubierto que operar un ordenante centralizado es más conveniente, más barato y más fácil de usar para los usuarios. Aunque los usuarios de Layer2 pueden enviar transacciones directamente a Layer1 para eludir el ordenante, deben pagar tarifas de gas de transacción a Layer1, y las transacciones pueden tardar más tiempo en completarse finalmente. Esto en gran medida contradice la intención de utilizar los rollups de Layer2 para ejecutar transacciones.
Dado que el ordenante controla el orden de las transacciones, teóricamente tiene el derecho de no incluir las transacciones de los usuarios (. Sin embargo, si el usuario tiene la capacidad y está dispuesto a pagar las tarifas de gas, también puede enviar transacciones directamente a Layer1 ). El ordenante también puede extraer MEV del grupo de transacciones, lo que podría causar pérdidas económicas a la comunidad de usuarios. Si solo hay un ordenante, como es el caso de todos los rollups principales en la actualidad, el riesgo de centralización es mayor. En este caso, si el único ordenante falla, entonces todo el rollup se verá afectado. Un conjunto de múltiples ordenantes puede reducir este riesgo.
A través de esta configuración, el ordenante puede ser considerado como una parte de semiconfianza del usuario. Aunque el ordenante no puede impedir que los usuarios utilicen Layer2, puede retrasar las transacciones de los usuarios, lo que lleva a que los usuarios paguen tarifas de gas adicionales y obtengan valor de las transacciones de los usuarios.
la correlación de MEV
MEV es especialmente importante aquí. MEV se refiere al valor obtenido de la producción de bloques, que va más allá de la recompensa de bloque de minería de primer orden ( o de la recompensa por staking ) y las tarifas de gas. Se extrae manipulando las transacciones dentro del bloque, es decir, incluyendo, excluyendo y cambiando el orden de las transacciones. Por ejemplo, las formas comunes de extraer MEV incluyen el front-running y el ataque sandwich.
Dado el papel que desempeñan los ordenadores en el rollup de Layer 2, pueden conocer todas las transacciones de los usuarios fuera de la cadena. Además, dado que estos ordenadores suelen ser operados por el propio proyecto o por equipos afiliados, como la Fundación Optimista de OP Mainnet y la Fundación Arbitrum de Arbitrum One y Nova, muchos usuarios temen que no puedan ver la posible extracción de MEV. Incluso sin estas preocupaciones, a medida que los proyectos operan sus propios ordenadores centralizados, la credibilidad y el grado de descentralización de estos protocolos también se cuestionarán.
estado del mercado de ordenadores
Actualmente, todos los rollups de Layer2 de Ethereum principales dependen de un ordenante centralizado. A medida que más y más transacciones de Ethereum se trasladan a soluciones de Layer2, aunque el conjunto de validadores de Ethereum en sí es descentralizado, parece que una gran cantidad de transacciones (, es decir, aquellas en Layer2, ) estarán influenciadas por fuerzas centralizadas en forma de un único ordenante.
No es de extrañar que la mayoría de estas empresas ya hayan incluido la descentralización de sus ordenadores en su hoja de ruta. Aunque esto es una señal positiva que indica que la descentralización es parte de la visión de Layer2, debemos notar que Arbitrum y Optimism lanzaron sus propias soluciones a finales de 2021 y se puede decir que no han logrado avances significativos en cuanto a ordenadores descentralizados.
La mayoría de las principales empresas parecen destinar recursos a mejorar sus productos y funciones centrales, en lugar de centrarse en la Descentralización. Esto no es exactamente una crítica, ya que en un entorno competitivo, centrarse en la Descentralización antes de tener productos competitivos no es lo mejor para ninguna empresa, lo cual es comprensible hasta cierto punto. Sin embargo, a medida que las empresas de la red maduran, esta perspectiva está cambiando, y las discusiones están rápidamente girando hacia la Descentralización de los ordenadores y el aumento de la credibilidad.
Otras preguntas
Es importante destacar que existe cierta discusión sobre el grado de riesgo que conlleva depender de ordenadores centralizados.
Como se mencionó anteriormente, dado que los ordenadores controlan el orden de las transacciones, pueden excluir las transacciones de los usuarios o extraer MEV. Sin embargo, al final, los ordenadores tampoco pueden excluir completamente a los usuarios de las transacciones de rollup. Los usuarios pueden eludir a los ordenadores y enviar transacciones directamente a Layer1 ( siempre que estén dispuestos y dispuestos a pagar los costos adicionales de gas ). Aunque un ordenador que actúa de manera indebida puede causar retrasos en las transacciones y que los usuarios asuman costos adicionales, al final no puede ser completamente censurado. Hasta ahora, ninguna gran empresa de Layer2 se ha centrado extremadamente en descentralizar sus ordenadores, lo cual probablemente sea una de las razones. A pesar de esto, el hecho de que los ordenadores reordenen las transacciones para extraer MEV sigue siendo un problema, especialmente en memorias privadas como OP Mainnet.
Quizás, el problema más grande sea la inmediatez. Dado que los principales programas de rollup están funcionando con un único ordenamiento centralizado, si estos ordenadores tienen problemas, todo el programa de rollup se verá afectado negativamente. Aunque los usuarios aún pueden completar transacciones accediendo directamente a Layer1, esto no es un método particularmente duradero y es poco probable que funcione para la mayoría de las transacciones. Recuerde, el sentido completo de usar rollups de Layer2 radica en ahorrar costos de transacción. Dado que una de las ideas fundamentales detrás de las criptomonedas es evitar depender de un único proveedor centralizado (, como en el ámbito financiero tradicional ), la centralización de los ordenadores es claramente un problema importante que necesita ser resuelto, y también es una de las claves que los ordenadores compartidos traerán al mercado de rollups de Layer2.
4. Solución: Descentralización de un orden compartido
Resumen
La nueva solución para resolver los problemas mencionados es un ordenamiento compartido descentralizado. Aunque las soluciones de diferentes proyectos son variadas, la idea básica de sustituir un único ordenante centralizado es la misma. Aquí, "compartido" se refiere a que múltiples rollups diferentes pueden usar la misma red, es decir, las transacciones de múltiples rollups se agregan en un pool de memoria antes de ser ordenadas (, lo que ayuda a reducir la posibilidad de extracción de MEV y censura ). Aquí, "descentralizado" se refiere al concepto de rotación de líderes, es decir, no siempre es un único actor quien ordena todas las transacciones, sino que se elige un líder de un grupo de actores descentralizados. Esto ayuda a prevenir la censura y proporciona garantías de validez.
Esto es muy similar a cómo operan varios Layer1 diferentes que utilizan mecanismos de rotación de líderes. De hecho, construir una capa de orden descentralizada es similar a construir un Layer1 descentralizado, es decir, se necesita construir un conjunto de validadores. Como veremos más adelante en esta sección, diferentes proyectos han adoptado diferentes enfoques para satisfacer este requisito.
El ordenante compartido está diseñado para mitigar el problema de extracción de MEV, proporcionar resistencia a la censura y mejorar la garantía de efectividad de los rollups, es decir, abordar los problemas que enfrentan los ordenantes centralizados ( como se mencionó anteriormente ). Además, hay dos puntos que vale la pena señalar: