Funktionsprinzip des Sequenzers, aktuelle Situation und Zukunft

Derzeit ist die Haupteinnahmequelle für Layer2 die Gasgebühren, die Benutzer zahlen, wenn sie Transaktionen auf Rollup durchführen. Nach Abzug der Gasgebühren, die Layer2 bei der Übermittlung von Daten an Layer1 zahlt, ist der verbleibende Betrag fast reiner Gewinn. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, deuten grobe Berechnungen darauf hin, dass der Gewinn für OP Mainnet für den Zeitraum Juni bis Dezember 2023 etwa 5,23 Millionen US-Dollar beträgt, der Gewinn für Arbitrum für das gesamte Jahr 16,5 Millionen US-Dollar und der Gewinn für zkSync Era für diesen Zeitraum von März bis Dezember 2023 beträgt 22,24 Millionen US-Dollar.

Was ist das Geheimnis hinter der Erzielung solch enormer Gewinne? Tatsächlich hat dies viel mit den Sequenzern zu tun, die sie ausführen.

Was ist also ein Sequenzer und wie funktioniert er in Layer2? Vor welchen Problemen stehen zentralisierte Sortierer? Wie werden sich gleichzeitige Sequenzer in Zukunft entwickeln? In diesem Artikel werden diese Probleme ausführlich untersucht.

Prinzip des Sequenzers

Der Sequenzer spielt in Layer2 eine entscheidende Rolle. Seine Hauptfunktion besteht darin, Transaktionen von Layer2-Benutzern zu empfangen und auszuführen und schließlich die durch Sortieren und Komprimieren der Transaktionen gebildete Stapelverarbeitung an Layer1 zu übermitteln.

Vielleicht ist das noch zu abstrakt, also nehmen wir als Analogie ein konkretes Beispiel. Wenn Benutzer in der Vergangenheit Transaktionen auf Ethereum durchführten, kann man das damit vergleichen, in die Stadt (Ethereum) zu fahren, um dort Geschäfte abzuwickeln. Wenn das Transaktionsvolumen einen Spitzenwert erreicht, kommt es naturgemäß zu Verkehrsstaus. In solchen Fällen können Benutzer nur warten oder mehr Geld bezahlen, um Unterstützung (z. B. Validatoren) zu engagieren, die sie abholt. sonst gibt es keinen anderen Weg.

In der Praxis gibt es viele Lösungen zur Lösung von Verkehrsstaus, etwa den Ausbau öffentlicher Verkehrsmittel, die Verbreiterung von Straßen, den Bau weiterer Straßen oder die Einführung gestaffelter Reisebeschränkungen. Layer2 ist die öffentliche Transportlösung von Ethereum und der Sequenzer fungiert als Busfahrer. Der Busfahrer erklärt allen, dass sie nicht mehr selbst in die Stadt fahren müssen. Solange sie mir einige Servicegebühren zahlen (die niedriger sind als die Kosten für das eigene Fahren), garantiere ich, dass ich alle an ihr Ziel bringe. Das spart sowohl Geld als auch Aufwand. Um gleichzeitig den Platz im Bus optimal zu nutzen, füllt der Busfahrer ihn in der Regel so weit wie möglich mit Fahrgästen aus. Sie können auch Anweisungen geben und die Passagiere neu anordnen, indem sie beispielsweise eine dünne Person zwischen zwei übergewichtige Personen setzen, damit die Passagiere „perfekt zusammenpassen“.

Nachdem wir diesen Prozess verstanden haben, beantworten wir einige der Fragen, die alle beschäftigen.

Wer kann den Sequenzer betreiben?

Es gibt mehrere häufige Szenarien:

• Zentralisierter Sequenzer

Bei dieser Lösung kann das Layer-2-Team persönlich oder eine Organisation benennen, die nur den Sequenzer betreibt. Da diese Methode sehr effizient und kostengünstig ist, ist sie die Lieblingslösung des Layer-2-Teams.

Natürlich gibt es auch andere Lösungen, um zu entscheiden, wer den Sequenzer betreiben darf, die ich im Abschnitt „Dezentraler Sequenzer“ ausführlich vorstellen werde.

• Völlig erlaubnisfreier Sequenzer

Das bedeutet, dass jeder Transaktionen sortieren und an Layer1 übermitteln kann. Obwohl diese Lösung scheinbar einfach und fair ist, weist sie jedoch auch offensichtliche Nachteile auf. Schließlich sind Sortierer nicht gleichbedeutend mit Minern oder Validatoren in Layer1 und erhöhen nicht die endgültige Sicherheit. Sie übermitteln die Stapelverarbeitung nur an die Hauptkette. Selbst wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig eine Stapelverarbeitung einreichen, wird am Ende nur einer einbezogen, was zu einer Verschwendung von Rechenressourcen und Gas für andere Sortierer führt.

Nach welchen Kriterien sortiert der Sequenzer?

Normalerweise gibt es zwei Sortiermethoden. Das erste Prinzip lautet „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“, ähnlich wie man der ersten Person erlaubt, in einen Bus einzusteigen, um sich einen Sitzplatz zu sichern, und Transaktionen priorisiert, die früher übermittelt werden. Die zweite Methode ist die Sortierung nach Gasgebühren. Wenn ein Benutzer seine Transaktion dringend benötigt, kann er dem Sortierer eine höhere Gebühr anbieten. In diesem Fall priorisiert der Sortierer die Verpackung seiner Transaktion unabhängig von der Übermittlungsreihenfolge.

Der Mainstream-Layer2 verwendet größtenteils die erste Methode, aber im Wesentlichen entsprechen sowohl die erste als auch die zweite Methode nur dem gesunden Menschenverstand. Es gibt keine strenge Regel für die Sortierung in Layer2. Der Sortierer kann sogar nach Belieben sortieren, so wie ein Busfahrer jemandem das Einsteigen verweigern oder seinen Verwandten und Freunden den Vorrang geben kann, obwohl dies nicht im Einklang mit dem gesunden Menschenverstand steht.

Können Sequenzer bösartig sein? Wie können wir es verhindern?

Theoretisch können Sequenzer Böses anrichten.

Die Leistung eines Sequenzers ist tatsächlich sehr bedeutend. Sie können die Transaktion einer Person absichtlich abbrechen und fälschlicherweise melden, dass sie erfolgreich war. Sie können auch eine böswillige Transaktion (z. B. die Übertragung der Vermögenswerte eines Benutzers in Layer 2 an seine eigene Adresse) in zahlreiche Transaktionen einbeziehen, um sich selbst zu bereichern.

Um jedoch potenziell böswilliges Verhalten des Sequenzers zu verhindern, verfügen verschiedene Layer2-Lösungen über unterschiedliche Einschränkungsmechanismen. Optimistic Rollup verfolgt einen betrugssicheren Ansatz, der optimistisch davon ausgeht, dass der Sequenzer ehrlich ist. Wenn während des Streitzeitraums (normalerweise eine Woche) kein Validierungsnachweis dafür vorliegt, dass die vom Sequenzer an Layer1 übermittelten Daten falsch sind, können die übermittelten Daten nicht geändert werden. Andererseits verwendet ZK Rollup Gültigkeitsnachweise, was bedeutet, dass die vom Sequenzer veröffentlichte Stapelverarbeitung in Echtzeit überprüft wird. Sobald die Verifizierung erfolgreich ist, werden die Transaktionen auf Layer1 ohne Streitfallfrist bestätigt.

Betriebsdiagramm des Starknet-Sequenzers

Aktuelle Situation: Probleme durch zentralisierte Sequenzer

Die aktuellen Mainstream-Layer 2 wie OP Mainnet, Arbitrum One, Starknet und zkSync Era verwenden alle eine zentralisierte Sequencer-Lösung, wobei Sequencer von offiziellen oder angeschlossenen Organisationen betrieben werden. Beispielsweise betreibt die Optimism Foundation den Sequenzer von OP Mainnet und Offchain Labs. Funktioniert mit dem Sequenzer von Arbitrum One usw.

Ein zentralisierter Sequenzer bietet viele Vorteile für Layer2-Projekte, wie z. B. einfache Verwaltung, höhere Effizienz und die Möglichkeit, Einnahmen zu erzielen. Obwohl fast alle von ihnen versprechen, die Interessen der Benutzer zu schützen und nichts Böses zu tun (zurzeit folgen sie strikt dem Sortierstandard „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“), bereiten zentralisierte Sortierer vielen Benutzern immer noch Sorgen.

Schwacher Zensurwiderstand

Wenn der Sequenzer von einer einzigen zentralen Einheit betrieben wird, kann seine Zensurresistenz nicht mit den Zehntausenden von Validatoren oder Minern in Schicht 1 verglichen werden. Das Team kann einige Transaktionen aufgrund regulatorischer Anforderungen ausschließen oder einige Transaktionen aus bestimmten Gründen auf die schwarze Liste setzen. Obwohl die meisten Layer2 derzeit über Mechanismen verfügen, die es Benutzern ermöglichen, den Sequenzer zu umgehen und Transaktionen direkt an Layer1 zu übermitteln, müssen Benutzer dennoch zusätzliche Kosten zahlen.

Benutzer reichen ihre eigenen Transaktionspläne ein (Quelle: L2BEAT)

Schwache Aktivität

Schwache Aktivität kann auch als Single Point of Failure verstanden werden. Im Vergleich zu Tausenden von Transaktionsanfragen pro Sekunde ist ein zentraler Sortierer aufgrund von Hardwareeinschränkungen und anderen Faktoren möglicherweise nicht in der Lage, eine so große Menge an Anfragen gleichzeitig zu verarbeiten. Wenn ein Sequenzer überlastet ist und keine Backup-Sequenzer verfügbar sind, kann dies zum Absturz des gesamten Systems führen. Beispielsweise kam es während der Verteilung von Luftabwürfen in Arbitrum zu einer Ausfallzeit.

Erzielung unzulässiger MEV-Gewinne

MEV steht für Maximal Extractable Value und bezieht sich auf das zusätzliche Einkommen, das Miner/Verifizierer durch die Manipulation von Transaktionen (Hinzufügen, Löschen und Neuanordnen von Transaktionen) erzielen können. Normalerweise bestimmen sie die Reihenfolge, in der Transaktionen in den Block aufgenommen werden, indem sie die Gasgebühr von hoch nach niedrig sortieren. Sobald sie jedoch das Auftreten erheblicher Gewinne überwachen, können Miner Transaktionen zum Block hinzufügen, Transaktionen löschen oder die Reihenfolge der Transaktionen ändern , um andere Vorteile als Blockprämien zu erhalten. Vereinfacht ausgedrückt kann man darunter verstehen, „sowohl Spieler als auch Schiedsrichter zu sein“.

In Layer2 hat der Sequenzer die Möglichkeit, die Reihenfolge der Transaktionen zu manipulieren, ähnlich wie der Miner/Validator in Layer1. Obwohl der Sequenzer vom Layer2-Team betrieben wird, können wir ihnen im Wesentlichen immer noch nicht vollständig vertrauen, insbesondere wenn OP Mainnet einen privaten Speicherpool verwendet (einen Ort, an dem Benutzer vorübergehend Transaktionen speichern, die auf die Verarbeitung durch den Sequenzer warten). Dies kann als Black-Box-Operation angesehen werden, auch wenn sie behaupten, dies zu tun, um andere daran zu hindern, Transaktionen zu überwachen und unangemessene MEV-Gewinne zu erzielen.

Future

Mainstream Layer2 (OP Mainnet, Arbitrum One, Starknet, zkSync Era) sind sich der Probleme bewusst, die durch zentralisierte Sequenzer verursacht werden. Deshalb schlugen sie alle ihre eigenen dezentralen Sortierlösungen vor.

Allerdings spiegelt sich dies derzeit nur in offiziellen Dokumenten oder Whitepapers wider. Es scheint, dass sie sich jetzt mehr auf den Aufbau ihrer zentralen Wettbewerbsfähigkeit (Netzwerkleistung, Aufbau von Ökosystemen) konzentrieren als auf die Streuung ihrer Macht und Vorteile.

Dezentrale Sequenzer

Als nächstes werde ich kurz einige dezentrale Sequenzerlösungen vorstellen:

• Geografische Dezentralisierung

Dies ist eine denkbar einfache Möglichkeit, mehrere Sequenzer an verschiedenen geografischen Standorten auf der ganzen Welt zu verteilen und sie von seriösen und relevanten Unternehmen/Organisationen betreiben zu lassen. Durch Rotation können sie bestimmen, wer in einem bestimmten Zeitraum die Transaktionssortierung durchführt. Obwohl immer noch problematisch, bietet diese Lösung im Vergleich zu einem einzigen zentralen Sortierer eine bessere Zensurresistenz und Lebendigkeit.

• Sequenzer-Auktion

Rollup kann Sequencer-Auktionen direkt über Smart Contracts durchführen. Jeder kann für das Recht bieten, den Sequenzer zu betreiben. Solche Auktionen werden für jeden Block durchgeführt und können auch für einen bestimmten Zeitraum erfolgen. Natürlich muss die Partei, die am Ende gewinnt, trotzdem eine bestimmte Kaution hinterlegen, damit sie bestraft werden kann, wenn sie Böses tut. Gleichzeitig können die aus der Auktion erzielten Mittel effektiv verteilt werden.

• Führerwahl

Mit dieser Lösung kann jeder Token (ETH- oder Layer2-native Token) in die Smart Contracts von Layer2 einbinden. Jeder Besteller, der eine Charge einreicht, wird aus diesen Pfandgebern zufällig ausgewählt (die Gewinnwahrscheinlichkeit kann ebenfalls ermittelt werden, proportional zur Pfandhöhe).

• Basierendes Rollup

Dies ist ein Vorschlag, der kürzlich in der Ethereum-Community aufgetaucht ist und darin besteht, Ethereum-Validatoren direkt die Führung bei der Reihenfolge von Layer2-Transaktionen zu überlassen und den Layer2-eigenen Sequenzer vollständig zu ersetzen. Allerdings ist diese Lösung im Vergleich zu früheren Ansätzen anspruchsvoller und es müssen noch viele technische Probleme gelöst werden.

Geteilte Sequenzer

Der Kern des dezentralen Sequencer-Schemas besteht darin, zu diskutieren, wie Layer2 die Autorität zum Ausführen des Sequencers verteilen kann, wobei das Layer2-Team weiterhin die Führung in diesem Prozess übernimmt. Das Konzept eines gemeinsam genutzten Sequenzers bezieht sich auf die Eliminierung eines einzelnen exklusiven Layer2-Sequenzers, und mehrere Layer2s teilen sich ein Sortiernetzwerk eines Drittanbieters.

Dies hat viele Vorteile, wie z. B. die atomare Zusammensetzbarkeit zwischen Layer2 (verschiedene Layer2-Transaktionen im selben Speicherpool), die Verhinderung von MEV-Abrufen usw. Derzeit gibt es viele Projekte, die ein gemeinsames Sequenzer-Netzwerk aufbauen, darunter Astria, Radius und Espresso.

Zusammenfassung und Reflexionen

Die Beseitigung einzelner Fehlerquellen und die Minderung systemischer Risiken ist einer der Geiste von Ctrypto, und die Idee der Dezentralisierung des Sequenzers basiert in gewissem Maße auch auf einer Erweiterung dieses Geistes. Aber wenn wir aus praktischer Sicht darüber nachdenken: Ist ein dezentraler oder ein gemeinsam genutzter Sequenzer jetzt durchaus in der Lage, die durch einen zentralisierten Sequenzer verursachten Probleme zu mildern? Das glaube ich nicht.

Nehmen Sie aus Sicht von MEV Ethereum als Beispiel. Nach Angaben von Flashbots haben seine statistischen Blockantragsteller (Proposer) seit der Fusion von Ethereum eine REV-Extraktion von 288.829 ETH erreicht. (Hinweis: REV ist das MEV, das extrahiert wurde)

Dies sind nur die unvollständigen von Flashbots zusammengestellten Daten, die zeigen, wie groß der MEV-Markt im erlaubnislosen Ethereum ist.

MEV, das durch harmlose und angemessene Arbitrage-Operationen generiert wird, ist förderlich für die Marktstabilität, aber böswillige Operationen (wie Sandwich-Angriffe), die unter der Versuchung großer MEV-Interessen durchgeführt werden, haben negative Auswirkungen auf das gesamte Netzwerk. Selbst wenn die Bergleute selbst kein Böses tun, wird dadurch ein Off-Chain-Markt für Absprachen und Bestechung entstehen. Dies widerspricht offensichtlich der ursprünglichen Absicht des Ethereum-Konzepts und wird auch den Interessen normaler Benutzer ernsthaft schaden. Obwohl Ethereum derzeit nach Lösungen sucht (z. B. die Trennung von Bestellern und Antragstellern), wird diese Situation kurzfristig weiterhin bestehen bleiben.

Das aktuelle MEV-Muster von Ethereum wird spontan vom Markt gebildet. Wenn also auch der Sequenzer von Rollup liberalisiert und dezentralisiert wird, wird sich dann im Laufe der Zeit auch ein solches Marktmuster bilden? Verglichen mit dem möglichen Single Point of Failure, der durch das Vertrauen in das Rollup-Team verursacht wird, sind auch das Chaos und eine andere Art der Zentralisierung, die durch ungeordneten Wettbewerb auf dem Markt verursacht werden, beängstigend.

Obwohl gemeinsam genutzte Sequenzer verschiedene Rollups auf Sequenzerebene interoperabel machen können, werden sie im Wesentlichen zu Controllern, die mehrere Rollups steuern, wenn in Zukunft immer mehr solche gemeinsam genutzten Sequenzer von Drittanbietern verwendet werden. Das Netzwerk wird immer leistungsfähiger. Wird das gleiche Zentralisierungsproblem also erneut auftreten? Brauchen wir eine Lösung zur Dezentralisierung des gemeinsamen Sortierers? Diese Fragen erfordern weitere Überlegungen.

Die Entwicklung und Dezentralisierung der Blockchain ist ein langer und schwieriger Prozess. Der Grund, warum der Sequenzer Aufmerksamkeit erregt, liegt darin, dass er im gesamten Rollup eine äußerst wichtige Rolle spielt. Ich glaube, dass die Probleme, mit denen wir heute konfrontiert sind, durch kontinuierliche Forschung und Bemühungen in der Zukunft angemessen gelöst werden können.

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