Desentralisasi Rollup Sorter: Analisis Tren Teknologi dan Solusi Mutakhir

Kata pengantar

Sequencer merupakan salah satu komponen inti dalam Rollup solusi penskalaan Ethereum. Komponen ini bertanggung jawab untuk menyortir transaksi dan melakukan tugas terkait seperti pembuatan blok, penerimaan transaksi, penyortiran transaksi, eksekusi transaksi, dan pengiriman data transaksi. Dengan terus bertambahnya solusi Layer 2 dalam jaringan Ethereum dan pesatnya perkembangan ekosistemnya, model laba dan sentralisasi Layer 2 telah semakin mendapat perhatian. Khususnya dalam Rollup, cara mencapai desentralisasi sequencer dan mekanisme distribusi laba sequencer telah menjadi topik hangat yang perlu diperhatikan.

Apa itu sequencer?

Sesuai namanya, sorter bertanggung jawab untuk menyortir transaksi. Dalam jaringan Bitcoin, tanggung jawab untuk menyortir transaksi merupakan tanggung jawab penambang; dalam jaringan Ethereum, tanggung jawab ini diambil alih oleh sekumpulan node. Peran ini tidak tetap, tetapi mekanisme konsensus digunakan untuk menentukan siapa yang berhak berpartisipasi dalam urutan pelaksanaan transaksi.

Saat ini, sebagian besar solusi Rollup arus utama menjalankan sorter tunggal yang tersentralisasi. Transaksi pengguna di Layer 2 (L2) pertama-tama masuk ke kumpulan mem (saat ini, transaksi tidak berurutan). Sorter menyortir transaksi ini, mengompresnya ke dalam sekumpulan batch yang diurutkan, lalu mengirimkannya ke layer ketersediaan data (DA) Ethereum.

Sentralisasi vs Desentralisasi

Tinjauan umum jalur sequencer terdesentralisasi

Sequencer terdesentralisasi dapat diimplementasikan dengan dua cara: satu dikembangkan oleh proyek Rollup itu sendiri, dan yang lainnya adalah dengan menggunakan layanan pihak ketiga. Menggunakan pihak ketiga untuk mengimplementasikan sequencer terdesentralisasi biasanya disebut Sequencing-as-a-Service.

Saat ini, ada beberapa proyek yang berfokus pada solusi sequencer terdesentralisasi, termasuk Espresso, Astria, SUAVE, Radius, dll. Meskipun jalur implementasinya berbeda, tujuannya adalah untuk meningkatkan desentralisasi dan keandalan sequencer.

espreso

Berdasarkan mekanisme penyortiran Espresso, transaksi L2 secara garis besar menjalani siklus hidup berikut:

• Transaksi pengiriman: Transaksi yang dilakukan oleh pengguna pada jaringan lapis kedua dikirim ke server Rollup melalui API.

• Penyortiran transaksi: Setelah transaksi memasuki kumpulan mem, sorter mengurutkan transaksi melalui pemilihan konsensus HotShot dan memasukkannya ke dalam blok.

• Siaran dan konfirmasi transaksi: Sorter menyiarkan transaksi yang disortir, dan node lain mencapai konsensus melalui konsensus HotShot, lalu menghasilkan blok, dan transaksi dieksekusi. Pada saat yang sama, mekanisme komitmen lunak menyediakan konfirmasi transaksi yang cepat.

• Komitmen Blok: Sorter mengirimkan dan menyimpan komitmen blok berisi transaksi dan sertifikat konsensusnya (QC: Sertifikat Kuorum) dalam kontrak sorter L1, yang membuktikan bahwa blok tersebut telah mencapai finalitas lunak melalui konsensus.

• Pembaruan status: Node Rollup yang telah mengeksekusi blok mengirimkan status Rollup baru ke L1. Dalam kasus zkRU (zero-knowledge Rollup), diperlukan bukti validitas, sedangkan dalam kasus ORU (optimized Rollup), periode tantangan akan dimasukkan.

• Verifikasi Negara: Kontrak L1 Rollup memeriksa keabsahan pembaruan status dengan memverifikasi QC yang dikirim oleh kontrak sorter.

Proses ini dapat disederhanakan sebagai berikut:

• Penyortiran transaksi dan pembuatan blok: Di antara sekelompok penyortir, satu penyortir dipilih melalui mekanisme konsensus HotShot, yang bertanggung jawab untuk menyortir transaksi Rollup dan memasukkannya ke dalam suatu blok.

• Konsensus dan komitmen blok: Blok harus ditandatangani dan disetujui oleh node Rollup lainnya (setidaknya 2/3 node HotShot setuju) agar final. Kemudian, komitmen blok yang relevan dan root status Rollup baru dikirimkan ke lapisan dasar L1 untuk verifikasi.

• Konfirmasi dan finalitas cepat: Tanda kutip di sekitar "finalitas" dimaksudkan untuk mempercepat konfirmasi transaksi Rollup, mengurangi latensi, dan meningkatkan pengalaman pengguna. Namun, transaksi Rollup pada akhirnya harus diverifikasi oleh lapisan dasar L1 (zkRU perlu memverifikasi bukti validitas, dan ORU perlu menunggu periode tantangan berakhir). Jika tidak ada masalah dengan L1 yang memverifikasi transaksi, transaksi Rollup akan memiliki finalitas yang sebenarnya.

• Potensi kemunduran: Jika verifikasi L1 menemukan bahwa transaksi tidak valid, blok L2 terkait yang telah diproduksi akan menghadapi pembatalan. Oleh karena itu, finalitasnya adalah membuat transaksi dikonfirmasi dengan cepat, dan finalitasnya adalah mewarisi keamanan Ethereum.

Astria

Astria diposisikan untuk menyediakan sorter umum, tanpa izin, dan terdesentralisasi yang menyediakan layanan sorter bersama siap pakai untuk Rollup yang berbeda.

Mekanisme Operasi

Sequencer terdesentralisasi Astria beroperasi dengan cara yang sama dengan Espresso Sequencer, dengan tujuan mengurangi hak istimewa sequencer dengan mendelegasikan kewenangan pemesanan transaksi. Secara khusus, Astria mengusulkan dua mekanisme rotasi untuk sequencer:

• Rotasi Pemimpin: Ini adalah mekanisme rotasi sederhana yang merotasi pemimpin di antara pemilah melalui aturan atau interval waktu yang telah ditentukan, sehingga mendistribusikan kekuatan pemilahan.

• Algoritma konsensus Byzantine Fault Tolerant (BFT): Ini adalah mekanisme yang lebih kompleks dan aman yang memungkinkan tercapainya konsensus bahkan saat ada node yang berbahaya. Melalui algoritma ini, beberapa sorter bersama-sama berpartisipasi dalam pengambilan keputusan untuk memastikan bahwa sistem masih dapat beroperasi secara normal saat sejumlah kegagalan atau serangan node terjadi.

Rotasi pemimpin

Sortir yang dipilih membentuk satu set, dan sortir dalam set tersebut bergantian mengurutkan transaksi Rollup. Metode ini menghindari masalah satu sortir memonopoli hak pengurutan transaksi untuk waktu yang lama, dan sampai batas tertentu mengatasi masalah tentang penyensoran pengguna yang berkelanjutan.

RAMAH TAMAH

SUAVE adalah solusi sorter bersama plug-and-play terdesentralisasi yang dikembangkan oleh Flashbots. Sebagai platform umum, SUAVE dapat menyediakan manajemen kumpulan memori dan fungsi pembangunan blok terdesentralisasi untuk berbagai jaringan L1/L2. Tidak seperti desain sorter bersama tradisional, SUAVE Chain adalah rantai yang kompatibel dengan EVM yang menerapkan sortir transaksi melalui mekanisme penawaran blok.

Arsitektur SUAVE

Arsitektur SUAVE terdiri dari tiga komponen inti: lingkungan preferensi universal, pasar eksekusi terbaik, dan konstruksi blockchain yang terdesentralisasi.

• Lingkungan yang disukai

• Lingkungan preferensi SUAVE mencakup berbagai macam kebutuhan mulai dari transaksi sederhana hingga peristiwa kompleks. Preferensi transaksi pengguna tercermin dalam kumpulan memori dalam bentuk transaksi, dan lingkungan preferensi menggabungkan preferensi ini sebagai kumpulan memori publik. Lingkungan preferensi universal yang disediakan oleh SUAVE tidak hanya membuat preferensi pengguna multirantai menjadi publik dan transparan, tetapi juga secara efektif mengurangi asimetri informasi dan meringankan masalah MEV lintas rantai hingga batas tertentu.

• Pasar Eksekusi

• Pasar eksekusi terdiri dari sekelompok eksekutor yang bertanggung jawab untuk mendengarkan kumpulan memori SUAVE dan bersaing satu sama lain. Persaingan mendorong para eksekutor ini untuk menyediakan solusi eksekusi terbaik bagi preferensi pengguna. Para eksekutor ini dapat dianggap sebagai peserta yang memenuhi kebutuhan pengguna melalui penawaran, dan mereka berusaha untuk mengembalikan MEV sebanyak mungkin kepada pengguna.

• Konstruksi Blockchain Terdesentralisasi

• Akhirnya, berdasarkan data preferensi yang dikumpulkan dan jalur eksekusi terbaik, jaringan konstruksi blok yang terdesentralisasi akan mengemas informasi transaksi ini ke dalam blok, menyelesaikan seluruh proses dari penemuan transaksi, penyortiran hingga pembuatan blok.

Radius

Radius diposisikan sebagai lapisan penyortiran bersama yang tidak memerlukan kepercayaan. Berbeda dari mekanisme implementasi skema sebelumnya, Radius memperkenalkan mempool terenkripsi untuk memastikan bahwa proses penyortiran transaksi Rollup tidak memerlukan kepercayaan. Metode ini secara efektif menghilangkan masalah MEV dan tinjauan transaksi pengguna, sehingga memastikan kewajaran dan transparansi transaksi.

Meskipun sequencer terdesentralisasi berbasis konsensus seperti Espresso dan Astria mengurangi risiko MEV dan penyensoran sampai batas tertentu, sequencer tersebut biasanya mengorbankan skalabilitas jaringan dan efisiensi waktu, yang mengakibatkan konfirmasi transaksi tertunda (karena konsensus perlu dicapai pada urutan transaksi). Selain itu, meskipun sequencer ini beroperasi dalam lingkungan terdesentralisasi, karena informasi transaksi dalam kumpulan memori bersifat publik dan transparan, masih ada risiko perampasan MEV yang berbahaya oleh sequencer. Radius memperkenalkan mempool terenkripsi untuk memastikan bahwa sequencer tidak dapat melihat informasi transaksi yang relevan, yang bertujuan untuk memecahkan masalah perampasan MEV yang berbahaya dan penyensoran transaksi oleh sequencer secara mendasar.

Arsitektur Teknologi

Arsitektur teknis Radius dibagi menjadi empat lapisan fungsional utama: lapisan penyortiran (Radius), lapisan eksekusi (Rollup), lapisan penyelesaian, dan lapisan ketersediaan data.

• Lapisan Penyortiran

• Pengguna menyerahkan transaksi terenkripsi dan buktinya kepada pemilah.

• Sorter memverifikasi keabsahan bukti dan transaksi ini.

• Sequencer mengurutkan transaksi sebelum mendekripsinya.

• Pemilah membangun suatu blok.

• Sequencer mengirimkan blok yang dibangun ke lapisan eksekusi Rollup.

• Lapisan Eksekusi

• Rollup menerima blok yang dikirimkan oleh sequencer dan mengeksekusi transaksi dalam urutan yang ditentukan.

• Rollup mengirimkan status transaksi dan bukti status ke lapisan penyelesaian.

• Lapisan Pemukiman

• Lapisan penyelesaian bertanggung jawab untuk menerima dan memverifikasi status dan bukti status dari Rollup untuk mengonfirmasi finalitas transaksi.

• Lapisan penyelesaian memastikan bahwa transaksi dieksekusi dalam urutan yang ditentukan oleh lapisan penyortiran.

• Lapisan ketersediaan data

• Lapisan ketersediaan data bertanggung jawab untuk menyimpan data dan memastikan ketersediaan data tersebut.

Mekanisme enkripsi Mempool – PVDE

Radius menggunakan skema enkripsi berbasis bukti pengetahuan nol yang disebut Practical Verifiable Delayed Encryption (PVDE) untuk menerapkan kumpulan memori terenkripsi (mempool). Mekanisme ini memastikan bahwa transaksi tetap terenkripsi selama proses penyortiran, sehingga meningkatkan keamanan pemrosesan transaksi.

Proses spesifiknya adalah sebagai berikut:

• Pengguna mengirimkan transaksi

• Pengguna membuat teka-teki kunci waktu dan kunci simetris.

• Pengguna menggunakan kunci simetris untuk mengenkripsi transaksi, dan transaksi terenkripsi tersebut masuk ke mempool.

• Sequencer memproses transaksi

• Sequencer memilah transaksi yang dienkripsi tetapi tidak dapat memperoleh kunci dekripsi hingga teka-teki kunci waktu dibuka.

• Sebelum membuka kunci teka-teki kunci waktu, sequencer menghitung komitmen pesanan dan mengirimkannya ke lapisan penyelesaian. Komitmen ini digunakan untuk memverifikasi apakah sequencer mengirimkan transaksi ke lapisan eksekusi Rollup secara berurutan.

Metis

Metis adalah salah satu jaringan Layer 2 pertama yang menerapkan sorter PoS terdesentralisasi, yang menyediakan templat penting untuk pengembangan di masa mendatang. Templat ini tidak hanya mencapai desentralisasi sorter, tetapi juga menyediakan solusi Optimistic Rollup terdesentralisasi berdasarkan PoS (Proof of Stake). Dalam templat ini, sorter PoS terdesentralisasi Metis mencakup tiga peran utama: administrator, sorter, dan lapisan konsensus PoS.

Dalam model Rollup tradisional, satu Sequencer dapat memproses transaksi dan data secara efektif, tetapi juga memusatkan daya dan dapat menimbulkan berbagai risiko:

• Risiko operasional: Jika Sequencer gagal atau diserang, pemrosesan transaksi seluruh sistem akan diblokir.

• Risiko Sensor: Sequencer dapat memproses atau menolak transaksi secara selektif, yang dapat membatasi akses pengguna ke protokol atau layanan keuangan terdesentralisasi (DeFi) tertentu.

• Risiko Manipulasi : Sequencer dapat memprioritaskan transaksi mereka sendiri dalam penyortiran transaksi dan memperoleh keuntungan yang tidak adil dengan meningkatkan biaya transaksi, yaitu Nilai Ekstraksi Maksimum (MEV).

Untuk mengatasi masalah ini, Metis merancang kumpulan Sequencer yang terdesentralisasi, tempat beberapa node Sequencer bekerja sama untuk menggabungkan, menyortir, dan mengeksekusi transaksi. Desain ini memastikan keadilan dan transparansi sistem:

• Mekanisme konsensus: Lebih dari dua pertiga node Sequencer harus mencapai konsensus mengenai status setiap blok baru sebelum kumpulan transaksi dapat diserahkan ke mainnet Ethereum (L1).

• Tanda tangan komputasi multi-pihak (MPC): Sebelum batch transaksi diserahkan ke L1, keaslian batch diverifikasi melalui tanda tangan MPC untuk memastikan keakuratan data.

Keuntungan sequencer terdesentralisasi:

• Keamanan yang ditingkatkan: Pengambilan keputusan bersama oleh beberapa node mengurangi risiko kegagalan titik tunggal dan meningkatkan ketahanan dan keamanan jaringan.

• Mengurangi kemungkinan penyensoran dan manipulasi: Adanya beberapa sequencer membuat sulit bagi satu node untuk memanipulasi atau menyensor transaksi, sehingga melindungi kebebasan berdagang para pengguna.

• Stabilitas dan redundansi: Mendukung rotasi sequencer yang lancar, meminimalkan dampak kegagalan atau gangguan, dan meningkatkan stabilitas seluruh jaringan.

Dalam model sequencer terdesentralisasi Metis, setiap node terdiri dari beberapa komponen utama:

• L2 Geth (termasuk OP-Node): bertanggung jawab atas penyortiran transaksi dan perakitan blok.

• Modul adaptor: bertindak sebagai perantara interaksi dengan modul eksternal lainnya (terutama node PoS).

• Pengusul Batch: Bertanggung jawab untuk membangun batch transaksi dan mengirimkannya ke L1 setelah memperoleh persetujuan dari beberapa Sequencer.

• Simpul PoS: Berkoordinasi antara lapisan Ethereum, konsensus, dan Metis untuk memastikan penguncian aset yang aman dan memberi penghargaan kepada validator.

• Lapisan konsensus: Terdiri dari node PoS Tendermint yang berjalan paralel dengan mainnet Ethereum, memastikan efisiensi operasional tanpa menghambat kemajuan mainnet.

L2 Geth (termasuk OP-Node)

Kode utamanya adalah https://github.com/MetisProtocol/mvm fork optimisme

Terutama dimodifikasi dua bagian

1. Perakitan blok: kode layanan mvml2 geth, menambahkan logika pemrosesan applyTransactionToTip untuk menentukan apakah sequencer saat ini harus merakit blok saat ini.

2. Penyortiran transaksi: Ubah kode op-node asli, gunakan modul adaptor lapisan konsensus MPC untuk memperoleh posisi penyortir saat ini yang sesuai dengan daftar rotasi dan tinggi blok, lalu periksa apakah itu penyortir yang valid saat ini.

Rotasi sequencer

• Informasi rotasi disimpan dalam kontrak L2 MetisSequencerSet, dan informasinya dikontrol oleh lapisan konsensus (node PoS)

• Pada setiap epoch, lapisan konsensus memperbarui informasi Sequencer, menandatangani MPC, memulai transaksi, dan memperbarui daftar Sequencer kontrak.

• Setiap zaman, menurut informasi daftar sequencer kontrak, bergiliran untuk melayani

• Pelanggaran: Jika transaksi tidak tepat waktu atau transaksi yang salah dihasilkan (dua L2 TxID yang identik), lapisan PoS akan memilih Sequencer baru, {membuat transaksi ReselectSeqencer + tanda tangan MPC}, dan Sequencer baru akan memulai transaksi TxID saat ini pada L2. Pada saat yang sama, Sequencer baru juga akan diperbarui ke kontrak MetisSequencerSet {tanpa mekanisme penalti}

• Pembaruan pemicu: Ketika transaksi reguler diterima dan interval rotasi tercapai, transaksi reguler saat ini akan ditangguhkan, transaksi pembaruan kontrak MetisSequencerSet.sol akan dieksekusi, dan kemudian lapisan PoS akan memilih penyortir baru yang akan mengeksekusi transaksi reguler saat ini.

• Tambahkan: Kontrak POS, diterapkan pada L1, siapa pun dapat menjanjikan metis dan mengajukan permohonan untuk menjadi sequencer. Saat batas atas tercapai, masukkan antrian tunggu

• Dapatkan NFT

• Transfer langsung dilarang. Anda dapat mengubah penanda tangan dan mentransfer NFT melalui kontrak LockingPool->updateSigner

• TokenId NFT sesuai dengan id urutan

• Penggantian: Jika sequencer berada dalam kondisi tidak sehat dalam jangka waktu lama, sequencer tersebut akan dikeluarkan dan digantikan oleh kandidat.

• berhenti:

• Menghancurkan NFT

• pembaruan: Ubah penanda tangan melalui kontrak LockingPool->updateSigner dan transfer NFT

• Pilihan: Algoritma pemilihan acak tertimbang

Modul MPC

Bertanggung jawab untuk mengelola seluruh siklus hidup kunci multi-tanda tangan

1. Pembuatan multi-tanda tangan

2. Berbagi ulang kunci

3. Tanda Tangan Aplikasi

4. Hapus Tanda Tangan

5. Memberikan dukungan untuk penggunaan beberapa tanda tangan multi secara asinkron

Aliran Pemrosesan

Tahap 1: Beritahu node MPC untuk bersiap

• Hasilkan sessionID acak secara lokal;

• keyGenPrepare menggunakan jaringan p2p untuk menyiarkan pesan ke semua node MPC;

• Setelah menerima pesan keyGenPrepare, setiap node MPC memulai goroutine pemrosesannya sendiri;

• Menurut pemeriksaan data lokal (data mengacu pada apakah modul TSS menyimpan informasi mpc yang sesuai dengan id) keyId;

• Jika ada data dalam status READY, data dikembalikan langsung dari penyimpanan tanpa melanjutkan pengoperasian keyGen;

• Jika data dengan status PENDING sudah ada, kesalahan dikembalikan untuk menghindari pembuatan kunci yang tidak konsisten karena eksekusi bersamaan dari panggilan pembuatan kunci yang berbeda;

• Membangun saluran komunikasi p2p;

• Kembalikan pesan keyGenReady ke node pemrakarsa;

Tahap 2: Memulai proses keyGen

• Node pemrakarsa menunggu untuk menerima pesan keyGenReady dari semua node;

• Setelah node pemrakarsa menerima pesan keyGenReady dari semua node, ia menyiarkan pesan keyGenStart ke semua node MPC menggunakan jaringan p2p;

• Setelah menerima pesan keyGenStart, setiap node MPC:

• Membangun instance LocalParty secara lokal;

• Mulai menerima informasi dari node lain

Pandangan

Masa depan sorter blockchain penuh dengan perubahan yang menarik. Seiring terus berkembangnya ekosistem blockchain, sorter akan mengalami transformasi besar dari solusi terpusat menjadi lebih terdesentralisasi, efisien, dan adaptif. Transformasi ini penting untuk meningkatkan efisiensi transaksi, skalabilitas, dan keamanan ekosistem Ethereum.

Desentralisasi adalah filosofi inti mata uang kripto. Melalui jaringan penyortiran bersama, mekanisme ekonomi dapat secara efektif memecahkan masalah akumulasi nilai dan distribusi pendapatan. Dengan semakin matangnya kerangka konstruksi dan pengembangan modular dari penyortir, teknologi ini akan menjadi katalisator yang kuat bagi pengembangan industri di masa mendatang, yang mendorong ekosistem blockchain menuju arah yang lebih inovatif dan efisien.

Referensi

• https://docs.espressosys.com/sequencer

• https://docs.theradius.xyz/

• https://docs.astria.org/developer/tutorials/run-local-rollup-against-remote-sequencer

• https://docs.metis.io/dev/decentralized-sequencer/overview

Artikel ini bersumber dari internet: Desentralisasi Rollup Sorter: Analisis Tren Teknologi dan Solusi Mutakhir

Terkait: Wajib tonton minggu depan | Biden mungkin menghadiri diskusi panel Bitcoin; Mt.Gox akan mulai mendistribusikan pembayaran BTC dan BCH lebih awal

Sorotan minggu depan Rencana penggabungan token ASI (AGIX+OCEAN+FET) akan dilaksanakan pada tanggal 1 Juli; ether.fi merilis proposal distribusi token airdrop dan Musim 3, yang dijadwalkan akan dimulai pada tanggal 1 Juli; SEC AS dapat menyetujui ETF Ethereum spot paling cepat pada tanggal 4 Juli (karena SEC mengembalikan formulir S-1 lagi, diharapkan bahwa kemungkinan persetujuan pada tanggal ini rendah); Biden dapat menghadiri meja bundar Bitcoin pada awal Juli; Mt.Gox akan mulai mendistribusikan pembayaran kembali BTC dan BCH pada awal Juli; ZKsync: Lebih dari selusin ZK Chains siap untuk digunakan minggu depan, harap perhatikan Elastic Chain; Blast: Rincian tentang alokasi poin untuk Fase 2 akan dirilis minggu depan. Dari tanggal 1 Juli hingga 7 Juli,…