Le Rollup d'Ethereum est centralisé : une exploration approfondie des ordonnanceurs décentralisés

1. Points clés

• Le tri des transactions est devenu un problème de plus en plus grave dans le domaine de la deuxième couche ( "L2" ). Le principal rôle des rollups L2 est d'offrir aux utilisateurs un endroit sécurisé pour des transactions à faible coût. Les rollups offrent aux utilisateurs une couche d'exécution, puis soumettent les données des transactions à la couche supérieure première ( "L1" ), comme Ethereum.

• Le triant est responsable de trier ces transactions en groupes. Il reçoit des transactions désordonnées des utilisateurs, les traite hors chaîne en groupes, puis génère un lot de transactions compressées ordonnées. Ces transactions peuvent ensuite être incluses dans un bloc et envoyées au parent L1.

• Les Rollups n'ont en réalité pas besoin de séquenceur ; c'est simplement un choix de conception destiné à offrir aux utilisateurs des frais plus bas et des confirmations de transaction plus rapides. Par exemple, un rollup peut également utiliser la couche de base pour le tri, tout comme la plupart des rollups utilisent la couche de base Ethereum pour obtenir la disponibilité des données. Cependant, la couche de base Ethereum peut être relativement inefficace et coûteuse. Cela signifie qu'à ce jour, chaque projet majeur de rollup L2 a trouvé qu'il était plus pratique, moins cher et plus convivial pour les utilisateurs d'exécuter un séquenceur centralisé.

• Étant donné que le tri est contrôlé par le séquenceur, il a le droit d'examiner les transactions des utilisateurs ( bien qu'un examen complet soit peu probable, car les utilisateurs peuvent soumettre directement des transactions à L1 ). Le séquenceur peut également extraire la valeur maximale pouvant être extraite ( "MEV" ), ce qui peut entraîner des pertes économiques pour la communauté des utilisateurs. De plus, la validité peut également être un problème majeur - si le seul séquenceur centralisé tombe en panne, les utilisateurs ne pourront pas utiliser ce séquenceur, ce qui affectera l'ensemble du rollup.

• La solution est un ordonnanceur partagé et décentralisé. Un ordonnanceur partagé fournit essentiellement des services décentralisés pour les rollups. En plus de résoudre des problèmes tels que la censure, l'extraction MEV et la validité, l'ordonnanceur partagé introduit également des fonctionnalités inter-rollup, ouvrant la voie à de nouvelles possibilités. Espresso, Astria et Radius développent des solutions d'ordonnancement partagé innovantes, chacune avec des fonctionnalités uniques dans leur architecture respective. Espresso tente d'utiliser EigenLayer pour guider son réseau, tandis qu'Astria maintient un lien étroit avec le réseau de disponibilité de données modulaire Celestia. Radius, quant à lui, apporte son mempool cryptographique unique dans la conversation.

2. Introduction

Avec la popularité croissante de l'écosystème rollup L2 d'Ethereum, un aspect souvent négligé est celui des ordonnanceurs. Les ordonnanceurs sont responsables du tri des transactions, et en utilisant un ordonnanceur via un rollup, on peut offrir une meilleure expérience utilisateur, des frais réduits et une confirmation des transactions plus rapide. Cependant, le problème est que, jusqu'à présent, toutes les principales entreprises L2 d'Ethereum ont découvert qu'il était le plus pratique, convivial et moins coûteux de faire fonctionner leur propre ordonnanceur centralisé unique. Étant donné le pouvoir que détiennent les ordonnanceurs en matière d'examen des transactions, d'extraction MEV et de création de points de défaillance uniques (, c'est-à-dire des problèmes de validité ), cela pourrait être considéré comme un résultat indésirable, et ne correspond pas à l'esprit des cryptomonnaies.

Bien que la plupart des entreprises de cryptomonnaie aient déjà résolu le problème de décentralisation de leurs propres ordonnanceurs et l'aient intégré dans leur feuille de route, il n'y a pas encore de véritable consensus sur la manière d'atteindre la décentralisation. Nous devrions également noter qu'Arbitrum et Optimism ont lancé leurs propres solutions depuis la seconde moitié de 2021, et il est juste de dire qu'elles n'ont pas encore réalisé de progrès substantiels en matière d'ordonnanceurs décentralisés.

Dans ce rapport, nous examinerons attentivement le rôle des ordonnanceurs et l'état de l'espace rollup d'Ethereum. Ensuite, nous explorerons en profondeur les projets qui recherchent des solutions, à savoir un réseau d'ordonnancement partagé décentralisé. Nous présenterons en détail ces projets et ce qui les rend uniques dans leurs solutions. Nous réfléchirons également à ce que cela pourrait signifier pour l'avenir du domaine des rollups L2 d'Ethereum.

3. Qu'est-ce qu'un ordonnanceur?

Pour aller plus loin, la blockchain est un registre de données distribué composé de données de transaction horodatées organisées par blocs. À l'origine, ces données de transaction étaient désordonnées et non organisées. Après tri, elles peuvent être organisées en blocs et exécutées pour créer un nouvel état de la blockchain. Pour des blockchains de première couche comme Ethereum, ce tri des transactions a lieu au sein de la couche de base d'Ethereum elle-même.

Dans la solution de scalabilité la plus populaire d'Ethereum - Layer-2 ( "L2" ) dans la couche rollup, le tri des transactions est devenu un problème de plus en plus grave. Rappelez-vous que le rôle principal des rollups est d'offrir aux utilisateurs un lieu de transaction sécurisé et peu coûteux. En termes simples, le rollup L2 fournit une couche d'exécution pour les utilisateurs, puis soumet ses données de transaction à la couche supérieure L1, c'est-à-dire Arbitrum, Optimism, zkSync, etc. Les transactions groupées soumises à L1 contiennent généralement des centaines ou des milliers de transactions L2 compressées, ce qui réduit le coût d'envoi des données à L1.

Dans le monde des rollups L2, les ordonneurs sont des entités ayant le pouvoir de trier les transactions en groupes. Les ordonneurs reçoivent des transactions désordonnées des utilisateurs, les traitent hors chaîne en groupes, puis génèrent un lot de transactions compressées et ordonnées. Ces transactions peuvent ensuite être intégrées dans un bloc et envoyées au L1 parent. Les transactions groupées peuvent également être sur la couche de disponibilité des données ( "DA" ), généralement Ethereum, utilisée pour la plupart des rollups actuels (. Cela fournit également aux utilisateurs un engagement faible, c'est-à-dire qu'après avoir reçu les transactions des utilisateurs, l'ordonneur fournit un reçu presque instantané comme "confirmation faible". La "confirmation forte" est celle reçue après que la transaction a été envoyée à la couche L1.

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) Pourquoi les Rollups doivent-ils utiliser des séquenceurs, pourquoi est-ce un problème?

Fondamentalement, le tri a un objectif très clair : améliorer l'expérience utilisateur. Utiliser un tri pour les transactions L2 est similaire à utiliser "une voie rapide", ce qui signifie des frais plus bas et une confirmation de transaction plus rapide. En fait, le tri peut compresser des centaines, voire des milliers de transactions L2 en une seule transaction L1, ce qui permet d'économiser des frais de gaz. De plus, la confirmation douce fournie par le tri signifie que les transactions rollup peuvent offrir aux utilisateurs une confirmation de bloc rapide. Cette combinaison contribue à améliorer l'expérience des utilisateurs utilisant le rollup L2.

Il est important de se rappeler que les rollups n'ont pas besoin de séquenceur ; c'est juste un choix de conception pour une meilleure expérience utilisateur. Par exemple, tout comme la plupart des rollups utilisent Ethereum L1 pour améliorer la disponibilité des données, ils peuvent également l'utiliser pour le tri. Justin Drake de la Fondation Ethereum a récemment qualifié cela de "basé sur les rollups". Cependant, la couche de base d'Ethereum est susceptible d'être relativement inefficace et coûteuse, surtout si l'on considère que le volume des transactions L2 est élevé. En essence, le débit des transactions des rollups sera limité par le taux de tri des données d'Ethereum L1. Les utilisateurs connaîtront également des délais de confirmation de transaction similaires à ceux des transactions sur Ethereum. Cela signifie qu'à ce jour, chaque projet majeur de rollup L2 a constaté qu'il est plus pratique, moins coûteux et plus facile à utiliser de faire fonctionner un séquenceur centralisé. Bien que les utilisateurs L2 puissent soumettre directement des transactions à L1 pour contourner le séquenceur, ils doivent payer des frais de gas pour les transactions à L1, et les transactions peuvent prendre plus de temps à être finalisées. Cela va en grande partie à l'encontre de l'objectif d'utiliser des rollups L2 pour exécuter des transactions.

Étant donné que le sélecteur contrôle l'ordre des transactions, théoriquement, il a le droit de ne pas inclure les transactions des utilisateurs ( Cependant, si un utilisateur a la capacité et est prêt à payer des frais de gas, il peut également soumettre directement des transactions à L1 ). Le sélecteur peut également extraire le MEV des groupes de transactions ### qui sera détaillé plus tard (, ce qui pourrait entraîner des pertes économiques pour les utilisateurs. S'il n'y a qu'un seul sélecteur, comme c'est le cas pour toutes les transactions principales de rollup actuellement, le risque de centralisation est accru. Dans ce cas, la validité peut devenir un problème, c'est-à-dire que si le seul sélecteur tombe en panne, alors tout le rollup sera affecté. Une configuration avec plusieurs sélecteurs peut réduire ce risque.

Avec ce paramétrage, le triant peut être considéré comme une partie semi-fiable pour l'utilisateur. Bien que le triant ne puisse pas empêcher l'utilisateur d'utiliser L2, il peut retarder les transactions de l'utilisateur, entraînant des frais de gas supplémentaires, et obtenir de la valeur des transactions de l'utilisateur.

![Interprétation des chercheurs de Binance sur le décentralisateur : Base de la sécurité de Layer2, élargir les cas d'utilisation des tokens natifs])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-1168f4831c0c24a1cfd758ba3e9101fc.webp(

) Corrélation de MEV

L'MEV est particulièrement important ici. L'MEV désigne la valeur obtenue à partir de la production de blocs, dépassant les récompenses de blocs de minage de premier niveau ( ou de staking ) ainsi que les frais de gas. Elle est extraite en manipulant les transactions à l'intérieur des blocs, c'est-à-dire en incluant, en excluant et en modifiant l'ordre des transactions. Par exemple, les formes courantes d'extraction de l'MEV incluent les exécutions anticipées et les attaques par sandwich.

Étant donné le rôle des séquenceurs dans le L2 rollup, ils peuvent comprendre toutes les transactions des utilisateurs hors chaîne. De plus, comme ces séquenceurs sont généralement gérés par le projet lui-même ou par des équipes affiliées, par exemple, la Fondation Optimiste pour OP Mainnet et la Fondation Arbitrum pour Arbitrum One et Nova, de nombreux utilisateurs craignent de ne pas pouvoir voir les potentielles extractions MEV. Même sans ces préoccupations, avec les projets gérant leurs propres séquenceurs centralisés, la fiabilité et le degré de décentralisation de ces protocoles peuvent avoir un impact sur les utilisateurs. La crédibilité et la décentralisation de ces protocoles seront certainement remises en question.

État du marché des triants

Au moment de la rédaction de cet article, toutes les principales versions d'Ethereum L2 dépendent d'un ordonneur centralisé. Alors qu'un nombre croissant de transactions Ethereum est transféré vers des solutions L2, bien que l'ensemble des validateurs d'Ethereum soit lui-même décentralisé, il semble qu'une grande partie des transactions (, c'est-à-dire celles sur L2, soient influencées par une force centralisée sous la forme d'un ordonneur unique.

Sans surprise, la plupart de ces entreprises ont déjà résolu le problème de décentralisation de leurs propres ordonnanceurs et l'ont intégré dans leur feuille de route. Bien que ce soit un signal positif indiquant que la décentralisation fait partie de la vision L2, nous devons noter qu'Arbitrum et Optimism ont lancé leurs propres solutions depuis la fin de 2021, et on peut dire qu'elles n'ont pas encore réalisé de progrès substantiels en matière d'ordonnanceurs décentralisés.

La plupart des grandes entreprises semblent consacrer des ressources à l'amélioration de leurs produits et fonctionnalités de base, plutôt qu'à se concentrer sur la décentralisation. Ce n'est pas tout à fait une critique, car dans un environnement compétitif, se concentrer sur la décentralisation avant d'avoir un produit compétitif n'est pas dans le meilleur intérêt de l'entreprise, ce qui est compréhensible dans une certaine mesure. Cependant, avec la maturation des entreprises de la toile, cette perspective est en train de changer, et les discussions se tournent rapidement vers la décentralisation des classificateurs et l'amélioration de la crédibilité.

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( Autres problèmes

Il convient de souligner qu'il existe certaines discussions sur le degré de risque associé à la dépendance à des ordonneurs centralisés.

Comme mentionné ci-dessus, étant donné que le sélecteur contrôle l'ordre des transactions, il peut exclure les transactions des utilisateurs et extraire de la MEV. Cependant, le sélecteur ne peut finalement pas complètement exclure les utilisateurs des transactions de rollup. Les utilisateurs peuvent contourner le sélecteur et soumettre des transactions directement à L1 ) tant qu'ils le souhaitent et sont disposés à payer les coûts de gaz supplémentaires (. Bien qu'un sélecteur malveillant puisse entraîner des retards dans les transactions et des frais supplémentaires pour les utilisateurs, il ne peut finalement pas complètement censurer. Avant cela, aucune grande entreprise de L2 n'était extrêmement concentrée sur la décentralisation de son sélecteur, ce qui est probablement l'une des raisons. Néanmoins, le fait que les sélecteurs réorganisent les transactions pour extraire de la MEV reste un problème, en particulier dans des mempools privés comme OP Mainnet.

Peut-être que le problème le plus important est la temporalité. Étant donné que les principaux programmes de rollup fonctionnent avec un unique ordonnanceur centralisé, si ces ordonnanceurs rencontrent des problèmes, l'ensemble du programme de rollup en sera affecté. Bien que les utilisateurs puissent toujours effectuer des transactions en accédant directement à L1, ce n'est pas une solution particulièrement durable.