基于Rollup常见问题解答

Based Rollup 的常见问题解答

特别感谢 Brecht, Archie, 和 Dave 提供的评论和审查。

概要

在本文中，我们简要介绍了一种通用的 rollup 架构，以及长期稳健性和安全性所需的 rollup 属性。然后，我们提及Based Rollup 的起源历史，并剖析其架构。在常见问题解答部分，我们回答有关Based Rollup 的问题。

免责声明：rollup 的定义有时会因缺乏一致性而变得困难。在本文中，我们参考了 Celestia 提供的 rollup 层分类。请查看它以确保我们达成共识。

目录

• 介绍

  • rollup 的工作原理

  • Rollup 由最多四层组成

  • rollup 期望的“特性”

• Based Rollup 的历史

• Based Rollup 的架构

  • 结算层

  • 数据可用性

  • 共识

  • 执行层

• Based Rollup 的常见问题解答

  • 在Based Rollup 中，MEV 是如何处理的？

  • 我们所说的“L1 排序”是什么意思？Based Rollup 会增加 L1 验证者的负担，因为他们负责排序吗？

  • Based Rollup 对用户来说会更便宜吗？

  • Based Rollup 是主权 rollup 吗？

  • 乐观 rollup 可以是Based Rollup 吗？

  • 为什么Based Rollup 具有更强的经济保证？

  • Based Rollup 是否受限于 L1 的区块时间？

  • 基于排序器和共享排序器之间有什么区别？

  • 成为Based Rollup 会如何影响 rollup 的设计？

  • Based Rollup 的去中心化程度如何？

  • Based Rollup 如何影响 L1 质押者？

  • Based Rollup 提供什么活跃度级别？

  • Based Rollup 是否具有抗审查性？

  • 代币对于Based Rollup 的良好运行是否必要？

  • Based Rollup 可以构建在非Based Rollup 之上吗？

介绍

免责声明：有很多 文章 和 视频 解释 什么是 rollup 以及 什么不是。但是，我们必须在本文中简要定义 rollup 的核心组件，这对于解释每个 rollup 核心组件在Based Rollup 中的工作方式也是必要的。如果你对 rollup 非常熟悉，请随时跳过介绍。

rollup 的工作原理

• Rollup 是以太坊 (L1) 的一种扩展解决方案。

• 它在链下执行交易，将交易打包成区块。

• 对于每个区块，rollup 将重建链状态所需的数据（作为数据可用性的来源）发布到数据可用性层，并将链下执行已正确执行的证明发布到结算层（在 ZK-rollup 的情况下，对于每个区块，在 乐观 rollup 的情况下，仅在存在争议时）。注意：在 EIP-4844 之后，当数据发布将切换到 blobs 时，人们可能会将该层称为 “数据发布层”。有关 EIP-4844 将如何影响 rollup 的更多信息，请查看我们的文章“为什么 EIP-4844 对 rollup 很重要以及它如何为 ZK-EVM 工作。”

• Rollup 有两种类型：零知识 rollup (ZK-rollups) 和 乐观 rollup。它们的区别在于它们使用的证明类型：ZK-rollups 使用 零知识证明，而乐观 rollup 使用 欺诈证明。虽然 ZK-rollups 为每个区块向结算层发布 ZK 证明，但乐观 rollup 仅在存在争议时才发布欺诈证明。

• L1 上 rollup 的智能合约验证已发布的证明。

• 每个 rollup 都有一个桥（或多个桥）来在链之间传输数据（包括存款和取款）。存款和取款允许用户在 L1（以太坊）和 L2（rollup）之间无需许可地转移他们的资产。

Rollup 由最多四层组成：

• 结算层 – 提供客观的链上最终性。对于经典的乐观 rollup 和 ZK-rollup，以太坊是一个结算层，因为它们将证明发布到 L1。因此，如果存在争议，可以在 L1 上检查证明。

结算层是可选的。没有结算层的 rollup 称为 “主权 rollup”。想象一个社交应用链。正确执行的证明仅在两种情况下重要：（i）需要在 L1 上知道 L2 状态（例如，用于提款），（ii）希望允许针对经过验证的状态根进行更快的无需信任的同步，该状态根已得到证明。如果社交应用不是其中之一——第一种情况和第二种情况都不适用。因此，社交应用链可以没有结算层（即，成为主权 Rollup）。

• 数据可用性层 – 保证每个人都可以访问重建 rollup 状态所需的数据。

• 共识层 – 一组排序器（或仅单个排序器）在将重建链状态所需的数据发布到数据可用性层之前，就区块中交易的顺序达成一致。

共识层是可选的，因为（i）并非所有 rollup 都有自己的共识层，并且（ii）并非所有 rollup 都有排序器网络（有些只有一个排序器）。注意：由于共识层指的是排序器，因此也可以将其称为 “排序层”。

• 执行层 – 在链下执行交易，即，获取已发布的交易数据并构建 rollup 的状态。

rollup 期望的“特性”

• 预期行为 – 交易按照规范执行，并且每个人都对区块链的状态达成一致。

• 抗审查性 – 任何用户都可以在合理的时间段内以合理的成本强制 rollup 执行任何交易。

• 活跃性 – rollup 证明者、智能合约和排序器都必须是活跃且运行正常的。

• 去中心化 – 不同的 rollup 组件（例如，排序器、证明者和数据可用性）由去中心化的运营商网络处理。

• 廉价交易 – 交易尽可能便宜（在理想情况下，几乎免费）。

Based Rollup 的历史

这个想法

Based Rollup 的想法最初由 Vitalik 在 2021 年的文章“Rollup 不完全指南”中以“完全无政府状态”的形式提出：

“完全无政府状态：任何人都可以随时提交一个批次。”

定义

Based Rollup 的定义和正式设计描述后来由 Justin Drake 在 2023 年 3 月在 ethresearch 帖子“Based Rollup——来自 L1 排序的超能力”中介绍：

“当 rollup 的排序由基础 L1 驱动时，该 rollup 被称为Based Rollup，或 L1 排序。更具体地说，Based Rollup 是指下一个 L1 提议者可以与 L1 搜索者和构建者合作，无需许可地将下一个 rollup 区块包含在下一个 L1 区块中。”

Based Rollup

从设计上讲，自 2023 年冬季以来，Taiko 一直在朝着成为Based Rollup 的方向发展。从名称上讲，在 Justin 在 2023 年 3 月的 ethresearch 帖子中提出 “Based Rollup” 这个名称后，Taiko 开始将自己介绍为Based Rollup。

Based Rollup 的架构

• 结算层 – 由于Based Rollup 将证明发布到以太坊，因此其结算层是以太坊。人们总是可以在以太坊上访问经过验证的 L2 链状态。

• 数据可用性层 – 由于Based Rollup 将重建链状态所需的数据发布到以太坊，因此以太坊是其数据可用性层。任何人都可以检查已发布的区块哈希并使用它来检索有关在此区块中执行的交易的数据。

• 共识层 – Based Rollup 没有单独的共识，这就是它没有共识层的原因。相反，它使用以太坊共识层，因为交易排序由 L1 验证者确定。

• 执行层 – Based Rollup 在其自身上链下执行交易。因此，Based Rollup 是其自身的执行层。

Based Rollup 常见问题解答

在Based Rollup 中，MEV 是如何处理的？

大多数Based Rollup 的 MEV 流向 L1 验证者。L1 搜索者和区块构建者有动力通过在其 L1 包和 L1 区块中包含 rollup 区块来提取 rollup MEV。这反过来又激励 L1 提议者在 L1 上包含 rollup 区块。

要进一步讨论 MEV，让我们假设 Justin Drake 提出的 MEV 分类：“区块空间从根本上提供交易包含和交易排序服务。对包含的竞争导致拥塞，而对排序的竞争导致争用。”

也就是说，MEV = 拥塞 + 争用，其中拥塞代表使用 EIP-1559 机制的交易包含，争用代表交易排序，也称为 “不良 MEV” 提取，例如三明治攻击或抢先交易。就目前而言，大约 80% 的以太坊 MEV 是拥塞 MEV，只有 20% 是 “不良 MEV”。如果 L2 MEV 遵循相同的逻辑，那么 L2 MEV 的相当大一部分可能会留在 L2 上。

有关不同 L2 如何处理 MEV 的更多详细信息，请查看我们的文章“L2 MEV wat”。

我们所说的“L1 排序”是什么意思？Based Rollup 会增加 L1 验证者的负担，因为他们负责排序吗？

当我们说 “L1 排序” 时，我们的意思是下一个 L1 提议者可以与 L1 搜索者和构建者合作，无需许可地将下一个 rollup 区块包含在下一个 L1 区块中。也就是说，包含的 L2 区块的顺序（以及因此，交易的最终排序）由 L1 提议者（即，被授予为特定 slot 提议区块的权利的验证者）确定。

应该注意的是，默认情况下，L1 验证者不会自己构建 L2 区块。相反，每个Based Rollup 的区块都由 L2 构建者构建。也就是说，L1 排序的 rollup 不会增加 L1 验证者的负担。

Based Rollup 对用户来说会更便宜吗？

使用 L1 提议者作为 L2 排序器允许从供应链中删除一层，这可能导致更便宜的交易（例如，无需验证来自中心化或去中心化排序器的签名。）

公平地说，不仅Based Rollup，而且通常具有共享排序的 rollup 也可能出于相同原因降低交易成本。由于区块提议是无需许可的，因此构建区块存在公平竞争，这可能也会降低用户费用。

Based Rollup 是主权 rollup 吗？

默认情况下，Based Rollup 和主权 rollup 根本不相关，因为Based Rollup 主要关于区块提议的方式，而主权 rollup 主要关于区块证明的方式。但从形式上讲，如果Based Rollup 例如摆脱了证明（即，只有数据消息传递而没有交易执行），它将成为一个主权 rollup。

乐观 rollup 可以是Based Rollup 吗？

是的，如果区块包含的决定 “外包” 给 L1 验证者（与本文中描述的通用Based Rollup 情况完全相同的机制）。

为什么Based Rollup 会加强以太坊的经济保证？（又名 L1 经济对齐）

源自Based Rollup 的 MEV 自然会流向基础 L1。这些流程加强了 L1 的经济安全性（并因此加强了整个以太坊生态系统的经济安全性），并且在 MEV 销毁 的情况下，提高了 L1 原生代币的经济稀缺性。

Based Rollup 是否受限于 L1 的区块时间？

默认情况下，是的。Based Rollup 的交易确认时间直接取决于 L1 的区块时间（即，今天以太坊为 12 秒）。

但是，应该注意的是，Based Rollup 可以进行即时预确认。它可以使用重新质押来设计，其中一部分 L1 验证者承诺（通过重新质押）将Based Rollup 的区块包含在他们将来将提议的 L1 区块中（这个想法是 Justin Drake 在 2023 年夏天提出的）。这是可能的，因为验证者至少提前 32 个区块知道谁被分配为哪个区块的提议者。

基于排序器和共享排序器之间有什么区别？

共享排序器充当 rollup 和其底层 L1 之间的中间件，为多个 rollup 排序交易。也就是说，不同 rollup 的交易可以包含在一个超级区块中。

共享排序器的目标是构建最具经济利润的区块。它扩展了基于排序的想法，旨在实现比 L1 更高的吞吐量和比 L1 区块时间更快的交易确认，同时保持去中心化。

但是，虽然Based Rollup 依赖于以太坊，但共享排序器依赖于一组新的运营商来处理具有自身共识的去中心化排序。也就是说，作为一个系统，SS 比Based Rollup 更复杂。此外，它不继承 100% 的以太坊活跃性。

成为Based Rollup 会如何影响 rollup 的设计？

基于排序非常简单，甚至比中心化排序还要简单得多，因为它重用了以太坊基础设施。基于排序不需要排序器签名验证，不需要逃生舱口，也不需要外部 PoS 共识。

Based Rollup 的去中心化程度如何？

基于排序继承了 L1 的去中心化，并自然地重用了 L1 搜索者-构建者-提议者基础设施。

Based Rollup 如何影响 L1 质押者？

默认情况下，Based Rollup 几乎不影响 L1 质押者。它可能产生的唯一影响是增加收入，因为来自Based Rollup 的 MEV 主要流向 L1。但是，如果Based Rollup 将通过重新质押采用快速最终性，那么 L1 质押者可以加入Based Rollup 的重新质押。

Based Rollup 提供什么活跃度级别？

基于排序享有与以太坊相同的活跃性保证。这是唯一一种继承 100% 以太坊活跃性的 rollup。

具有逃生舱口的非Based Rollup 会遭受活跃性降低，因为

• 逃生舱口中的交易必须等待超时时间才能保证结算；

• 具有逃生舱口的 Rollup 容易受到超时期间来自短期排序器审查的有害 MEV 的影响；

• 由排序器活跃性失败触发的大规模退出将扰乱 rollup 网络效应（与 L1 不同，rollup 无法使用社会共识来优雅地从排序器活跃性失败中恢复）；

即使活跃性降低看起来很小（例如，99% 而不是 100%），在对抗环境中，这个 1-5% 的小 delta 也可以被利用。例如，如果有人可以审查 DEX 交易或 Oracle 活动一个小时——这是一个巨大的权力地位，可以造成大量的破坏和有害 MEV。

Based Rollup 是否具有抗审查性？

Based Rollup 继承了以太坊的抗审查性。也就是说，只要以太坊具有抗审查性，Based Rollup 也具有抗审查性。而对于传统的 rollup，需要逃生舱口来提供抗审查性。

代币对于Based Rollup 的良好运行是否必要？

基于排序可以很容易地无代币化（避免基于代币的排序的监管负担），因为其正确性和公平性由以太坊保证。

Based Rollup 可以构建在非Based Rollup 之上吗？

Based Rollup 允许在它们之上构建替代排序的应用程序（例如，在 Taiko 之上构建中心限价订单簿）。但反之则不可能。

来源

• https://celestia.org/learn/beginners/the-modular-stack/

• https://medium.com/@espressosys/sequencer-decentralization-and-liveness-e5af7f4b25ca

• https://www.cryptofrens.info/p/settlement-layers-ethereum-rollups

• https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

• https://learnblockchain.cn/article/8658

• https://community.taiko.xyz/t/based-rollups-and-decentralized-sequencing-twitter-spaces-wrap-up/1220

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