Problemas de centralização das soluções de escalonamento da Ethereum Camada 2: a ascensão dos ordenadores descentralizados

1. Pontos principais

• A ordenação de transações tornou-se um problema cada vez mais sério na área de Layer 2(L2). O principal papel do L2 rollup é fornecer um ambiente seguro para transações de baixo custo. O L2 rollup oferece aos usuários uma camada de execução e, em seguida, submete os dados das transações à camada superior Layer 1(L1), como as soluções de escalonamento Ethereum L2, como Arbitrum, Optimism e zkSync.

• O ordenado é a entidade responsável por agrupar transações em lotes. Ele recebe transações desordenadas dos usuários, processa-as em lotes fora da cadeia e, em seguida, gera um lote de transações ordenadas e comprimidas. Essas transações podem ser então inseridas em blocos e enviadas para a cadeia pai L1.

• O Rollup na verdade não precisa de um ordenadora; é apenas uma escolha de design, com o objetivo de proporcionar aos usuários uma experiência de taxas mais baixas e confirmações de transação mais rápidas. Por exemplo, o rollup também pode usar a camada L1 subjacente para ordenação, assim como a maioria dos rollups utiliza a camada base do Ethereum para obter disponibilidade de dados. No entanto, a camada base do Ethereum pode ser relativamente ineficiente e cara. Isso significa que atualmente cada projeto principal de rollup L2 descobriu que operar um ordenadora centralizada é mais conveniente, mais barato e também mais amigável.

• Como o ordenadores controlam a ordenação das transações, têm o direito de rever as transações dos usuários (, embora uma revisão completa seja pouco provável, pois os usuários podem submeter transações diretamente para a L1 ). O ordenadores também podem extrair o valor máximo extraível (MEV), o que pode causar perdas econômicas para a comunidade de usuários. Além disso, a disponibilidade também pode ser um grande problema - se o único ordenadores descentralizado falhar, os usuários não poderão utilizar esse ordenadores, afetando todo o rollup.

• A solução para o problema é um ordenado compartilhado e descentralizado. O ordenado compartilhado é essencialmente um serviço descentralizado para rollups. Além de resolver questões como censura, extração de MEV e disponibilidade, o ordenado compartilhado também introduz funcionalidades inter-rollup, abrindo várias novas possibilidades. Espresso, Astria e Radius estão desenvolvendo soluções inovadoras de ordenação compartilhada, cada uma com características únicas em suas respectivas arquiteturas. Espresso tenta aproveitar o EigenLayer para guiar sua rede, enquanto Astria mantém uma estreita relação com a rede de disponibilidade de dados modular Celestia. Radius trouxe seu exclusivo mempool criptográfico para a conversa.

2. Introdução

Com a popularização do ecossistema rollup L2 do Ethereum, o aspecto do ordenamento, frequentemente negligenciado, está se tornando cada vez mais importante. O ordenamento é responsável pela classificação das transações; ao usar um ordenante através do rollup, é possível oferecer uma melhor experiência ao usuário, taxas mais baixas e confirmações de transações mais rápidas. No entanto, o problema é que, até agora, todos os principais projetos L2 do Ethereum descobriram que operar seu próprio ordenante centralizado é o mais conveniente, amigável ao usuário e com custos mais baixos. Considerando o poder que o ordenante detém em relação à revisão de transações, extração de MEV e criação de problemas de usabilidade de ponto único de falha (, isso pode ser visto como um resultado indesejável, que também não está alinhado com o espírito das criptomoedas.

Embora a maioria das empresas já tenha incorporado a descentralização dos seus ordenadores como parte do seu roteiro, ainda não há um verdadeiro consenso sobre como alcançar a descentralização. Devemos também notar que a Arbitrum e a Optimism lançaram as suas próprias soluções desde o segundo semestre de 2021, podendo-se dizer que ainda não fizeram progressos substanciais em relação aos ordenadores descentralizados.

Neste relatório, iremos examinar cuidadosamente o papel do ordenamento e o estado atual do espaço rollup do Ethereum. Em seguida, exploramos em profundidade os projetos que estão pesquisando soluções, nomeadamente uma rede de ordenação compartilhada descentralizada. Iremos detalhar as particularidades desses projetos e suas soluções. Também refletimos sobre o que isso pode significar para o futuro desenvolvimento do campo dos rollups L2 do Ethereum.

3. O que é um ordenadores?

Em uma abordagem mais ampla, a blockchain é um livro de dados distribuído, composto por dados de transações ordenados em blocos com carimbos de data/hora. Inicialmente, esses dados de transações eram desordenados e desorganizados. Após a ordenação, podem ser organizados em blocos e executados para criar um novo estado da blockchain. Para blockchains L1 como o Ethereum, essa ordenação de transações ocorre na própria camada base do Ethereum.

No mais popular solução de escalonamento do Ethereum - a camada 2 rollup, a ordenação de transações tornou-se um problema cada vez mais sério. Lembre-se, a principal função do rollup é proporcionar aos usuários um local seguro e barato para transações. Em termos simples, o L2 rollup oferece uma camada de execução para os usuários e, em seguida, submete os dados de suas transações à camada superior L1, que inclui Arbitrum, Optimism, zkSync, entre outros. As transações em lote submetidas ao L1 geralmente contêm centenas ou milhares de transações L2 comprimidas, reduzindo assim o custo de envio de dados para o L1.

No mundo do rollup L2, o ordenator é a entidade autorizada a ordenar transações em grupos. O ordenator recebe transações desordenadas dos usuários, processa-as em grupos fora da cadeia e, em seguida, gera um lote de transações ordenadas e comprimidas. Essas transações podem ser colocadas em um bloco e enviadas para o L1 pai. As transações em lote também podem ser na disponibilidade de dados )DA( camada ) geralmente é Ethereum, usado na maioria dos rollups atuais (. Ele também fornece aos usuários um compromisso suave, ou seja, após receber a transação do usuário, o ordenator fornece um recibo quase instantâneo como "confirmação suave". E a "confirmação dura" é recebida após a transação ser enviada para a camada L1.

![Interpretação do Instituto de Pesquisa da Binance sobre o Descentralização do Ordenador: Camada 2, a pedra angular da segurança, expandindo os cenários de uso de tokens nativos])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-1168f4831c0c24a1cfd758ba3e9101fc.webp(

Por que o Rollup precisa de um ordenante, por que isso é um problema?

Fundamentalmente, o ordenado tem um objetivo muito claro: melhorar a experiência do usuário. Usar um ordenado para transações L2 é semelhante a usar uma "faixa rápida", o que significa taxas mais baixas e confirmações de transação mais rápidas. De fato, o ordenado pode comprimir centenas ou milhares de transações L2 em uma única transação L1, economizando assim taxas de gas. Além disso, a confirmação suave fornecida pelo ordenado significa que as transações rollup podem oferecer confirmações de bloco rápidas para os usuários. Esta combinação ajuda a melhorar a experiência do usuário ao usar rollup L2.

É importante lembrar que o rollup não requer um ordenadora; é apenas uma escolha de design feita para uma melhor experiência do usuário. Por exemplo, assim como a maioria dos rollups usa o Ethereum L1 para aumentar a disponibilidade de dados, eles também podem usá-lo para ordenação. Justin Drake, da Fundação Ethereum, chamou recentemente isso de "baseado em rollup". No entanto, a camada base do Ethereum provavelmente será relativamente ineficiente e cara, especialmente considerando o grande volume de transações no L2. Em essência, a taxa de transferência de transações do rollup será limitada pela taxa de ordenação de dados do Ethereum L1. Os usuários também experimentarão a mesma latência de confirmação de transações que ao negociar no Ethereum. Isso significa que, até agora, cada um dos principais projetos de escalonamento L2 descobriu que operar um ordenadora descentralizada é mais conveniente, mais barato e mais fácil para o usuário. Embora os usuários do L2 possam enviar transações diretamente ao L1 para contornar o ordenadora, eles devem pagar a taxa de gas de transação ao L1, e as transações podem levar mais tempo para serem concluídas. Isso, em grande medida, contradiz a intenção de utilizar o rollup L2 para executar transações.

Uma vez que o ordenado controla a ordenação das transações, teoricamente ele tem o direito de não incluir as transações dos usuários, ). No entanto, se os usuários tiverem a capacidade e estiverem dispostos a pagar a taxa de gas, também podem enviar transações diretamente para a L1, (. O ordenado também pode extrair MEV do grupo de transações, o que pode causar perdas financeiras para a comunidade de usuários. Se houver apenas um ordenado, como é o caso de todas as principais transações de rollup no momento, o risco de centralização será maior. Nesse caso, a disponibilidade pode se tornar um problema, ou seja, se o único ordenado falhar, todo o rollup será afetado. Uma configuração de múltiplos ordenados pode reduzir esse risco.

Com esta configuração, o ordenado pode ser visto como uma parte semi-confiável do usuário. Embora o ordenado não possa impedir o usuário de usar L2, ele pode atrasar as transações do usuário, levando o usuário a pagar taxas de gas adicionais e a obter valor das transações do usuário.

![Interpretação do Instituto de Pesquisa da Binance sobre o Descentralização do Ordenador: Camada 2 como base da segurança, expandindo cenários de uso de tokens nativos])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-825829026dfe6eac7918343e0340ba6a.webp(

A relevância do MEV

MEV é especialmente importante aqui. MEV refere-se ao valor obtido da produção de blocos, além das recompensas de bloco de mineração de primeira ordem ) ou de staking ( e das taxas de gas. É o valor extraído através da manipulação das transações dentro do bloco, ou seja, através da inclusão, exclusão e alteração da ordem das transações. Por exemplo, formas comuns de extração de MEV incluem o front-running e o ataque de sanduíche.

Dada a função dos ordenadores no rollup da Camada 2, eles podem entender todas as transações de usuários fora da cadeia. Além disso, uma vez que esses ordenadores são geralmente operados pelo próprio projeto ou por equipes afiliadas, como a Optimism Foundation da OP Mainnet e a Arbitrum Foundation da Arbitrum One e Nova, muitos usuários estão preocupados por não poderem ver a extração potencial de MEV. Mesmo sem essas preocupações, à medida que os projetos operam seus próprios ordenadores centralizados, a confiabilidade e o grau de descentralização desses protocolos também impactarão os usuários. A confiabilidade e a descentralização desses protocolos certamente serão questionadas.

Estado atual do mercado de ordenadores

Ao escrever este artigo, todas as principais versões do Ethereum L2 dependem de ordenadores centralizados. À medida que mais transações do Ethereum são transferidas para soluções L2, embora o conjunto de validadores do Ethereum seja descentralizado, parece que um grande número de transações ), ou seja, aquelas na L2, ( estarão sob a influência de forças centralizadas na forma de um único ordenador.

Como era de se esperar, a maioria dessas empresas já resolveu o problema de descentralização de seus ordenadores e incluiu isso como parte de seu roteiro. Embora isso seja um sinal positivo, indicando que a descentralização é parte da visão da L2, devemos notar que a Arbitrum e a Optimism lançaram suas próprias soluções no final de 2021 e, pode-se dizer, ainda não fizeram progressos substanciais em relação aos ordenadores descentralizados.

A maioria das principais empresas parece estar a alocar recursos para melhorar os seus produtos e funcionalidades principais, em vez de se concentrar na descentralização. Isso não é exatamente uma crítica, pois em um ambiente altamente competitivo, focar na descentralização antes de ter produtos competitivos não está nos melhores interesses de nenhuma empresa, o que é compreensível até certo ponto. No entanto, à medida que as empresas de rede amadurecem, essa perspectiva está a mudar, e as discussões estão rapidamente a mudar para a descentralização dos ordenadores e a melhoria da credibilidade.

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Outras questões

Vale a pena enfatizar que existe alguma discussão sobre o nível de risco associado à dependência de ordenadores centralizados.

Como mencionado acima, uma vez que o ordenadores controlam a ordem das transações, eles podem excluir transações de usuários e também podem extrair MEV. No entanto, os ordenadores também não conseguem excluir completamente os usuários das transações de rollup. Os usuários podem contornar os ordenadores e enviar transações diretamente para o L1 ), desde que estejam dispostos e dispostos a pagar o custo adicional de gas (. Embora ordenadores que atuem de forma inadequada possam causar atrasos nas transações e custos adicionais para os usuários, eles não podem ser totalmente auditados. Até agora, nenhuma grande empresa de L2 se concentrou extremamente na descentralização de seus ordenadores, o que provavelmente é uma das razões. No entanto, a reordenação de transações pelos ordenadores para extrair MEV ainda é um problema, especialmente em mempools privados como o OP Mainnet.

Talvez, a questão maior resida na temporalidade. Dado que os principais programas de rollup operam um único ordenado centralizado, se esses ordenadores falharem, todo o programa de rollup será afetado negativamente. Embora os usuários ainda possam realizar transações acessando diretamente o L1, essa não é uma abordagem particularmente duradoura e é improvável que funcione para a maioria das transações. Lembre-se de que todo o sentido de usar rollups L2 é economizar custos de transação. Dado que um dos princípios fundamentais por trás das criptomoedas é evitar a dependência de um único fornecedor centralizado), assim como no setor financeiro tradicional(, a centralização dos ordenadores é claramente uma questão urgente.