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博客 基于 Rollup 的解释:它们的工作原理和重要性

基于 Rollups 的解释:工作原理及其重要性

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✨ AI 摘要

  • 在不断发展的区块链可扩展性领域,基于 Rollups 的技术正在成为改变游戏规则的工具。
  • 与传统的 Rollups 不同,基于 Rollups 的交易排序委托给以太坊的验证者网络,从而提高了安全性并符合以太坊的核心原则。
  • 通过利用以太坊的原生序列器,基于 Rollups 简化了 Layer 2 架构,并提供了诸如减少中心化、更公平的 MEV 分配和增强抗审查性等优势。
  • 这种创新解决方案增强了可扩展性,同时又不影响去中心化或安全性,使其成为各种应用的理想选择。
  • 基于模块化兼容性和更快交易包含的基于 Rollups 的技术正在加密货币领域获得发展势头,为以太坊的可扩展性提供了充满希望的未来。

自区块链技术诞生以来,其可扩展性一直是加密货币领域亟待解决的问题。为了应对这一挑战,人们提出了多种 Rollup 技术,包括零知识 Rollup (ZK-Rollups)、乐观 Rollup (Optimistic Rollups) 以及现在的基于基础的 Rollup (Based Rollups)。虽然零知识 Rollup 和乐观 Rollup 一直是 Layer 2 领域讨论的焦点,但一种名为基于基础的 Rollup 的新范式正在加密货币爱好者、投资者和其他利益相关者中迅速获得关注。它是一种全新的扩展解决方案,彻底改变了 Rollup 的设计、排序以及与以太坊不断演进的架构的集成方式。

在本指南中,我们将深入剖析基于基础的 Rollup,从其架构到关键优势,全面解读其定义、实现方式和意义,力求激发区块链爱好者的兴趣。我们还将对比基于基础的 Rollup 与现有的 L2 区块链 Rollup,揭示它们为以太坊发展路线图带来的独特价值。

基于汇总的介绍

Based Rollups,也称为 L1 层排序 Rollups,是以太坊 Layer 2 扩容解决方案的一种,它利用底层(Layer 1)进行交易排序。与使用自身排序器的传统 Rollups 不同,Based Rollups 将交易排序任务委托给现有的以太坊验证者网络。

自 Vitalik Buterin 于 2021 年首次提出“Based Rollup”概念以来,该概念经历了多次更新,当时名为“Total Anarchy”。这一理念意味着任何人都可以随时提交一批交易。“Based Rollup”这一术语及其确切定义后来由以太坊基金会研究员 Justin Drake 于 2023 年提出。他的主要目标是使 Layer 2 Rollup 与以太坊本身更加紧密地联系在一起,从而受益于以太坊的安全性、去中心化和独立性。

为什么我们需要基于汇总?

以太坊一直是去中心化计算领域的先驱,但它的设计初衷并非为了满足现代 DeFi、游戏和社交 dApp 所需的高吞吐量。现有的 Rollup 协议,例如 Optimistic Rollup 和 ZK-Rollups,试图弥补可扩展性方面的不足,但它们也存在一些自身的弊端:

  • 乐观汇总依赖于欺诈证明和较长的提款延迟。
  • ZK-Rollups 提供更快的最终确定性,但计算密集且实现复杂。
  • 这两种类型通常依赖于单独的序列器或验证器集,从而引入一定程度的中心化和与以太坊的 MEV(矿工可提取价值)不一致。

这就是基于 Layer 2 的 Rollups 介入的地方,它的解决方案承诺提供 L2 的性能优势,同时保持与以太坊核心共识和激励模型的深度集成和一致性。

我们需要基于汇总,因为它们:

  • 消除测序仪的集中压力。
  • 将汇总操作激励与以太坊验证者相结合。
  • 最大限度地降低跨层 MEV 提取效率低下。
  • 减少信任假设和审查风险。

基于 Layer 2 的 Rollups 旨在简化 L2 架构,同时增强以太坊的安全性和中立性。

基于 Rollup 的架构 

为了更好地理解以太坊新的 Rollup 模型,首先需要了解它的架构。Rollup 主要由四个层级组成:结算层、数据可用性层、共识层和执行层。Based Rollup 也包含这些层级。虽然整体架构保持不变,但 Based Rollup 所采用的方法却截然不同,这正是它与其他 Rollup 的不同之处。

  • 结算层

这是 Rollup 进行“结算”或最终确定其结果的地方。在 Based Rollup 中,结果(即 Layer 2 上发生的事情的证明)会被发布到以太坊上。 

如果第 2 层出现问题,人们仍然可以相信以太坊拥有经过验证的记录。 

  • 数据可用性层

这一层确保重建或验证 Rollup 交易所需的所有数据均可供所有人访问。Based Rollup 中的所有数据也存储在以太坊上。 

任何人都可以读取发布到以太坊的区块哈希值,并访问该区块中发生的交易的完整详细信息。因此,数据透明且值得信赖。

  • 共识层

区块链有一个单独的系统来协商交易的顺序(称为共识)。Based Rollup 没有单独的共识系统。相反,Based Rollup 直接依赖于以太坊的共识。 

交易的顺序由以太坊的验证者决定,因此汇总只是遵循以太坊的引导。

  • 执行层

这是实际交易处理发生的层。基于 Rollup 的区块链在链下,在其自己的系统上运行这部分操作。

虽然以太坊有助于保障安全和数据安全,但 Rollup 可以自行运行应用程序并计算结果。

基于汇总如何工作?

Based Rollups 利用以太坊原生的排序器和验证器集,将交易直接集成到 Layer 1 区块中。以下是 Based Rollups 运作方式的高级技术概述:

  • 由 L1 搜索者 / L2 构建者进行交易捆绑

在以太坊(Layer1)上,有一些专门的代理,称为区块搜索器或区块构建器。这些代理会扫描内存池(mempool,存放未确认交易的等待区)以查找有效的 Layer 2 交易。它们将这些交易组织成“交易包”(bundles),也就是紧密打包的交易组,这些交易稍后会被插入到以太坊区块中。

  • 区块提议者将 L2 区块添加到区块束中

以太坊区块提议者是被选中提议下一个区块的验证者。提议者在这些区块捆绑包中包含多个 Layer 2 区块。这些区块捆绑包现在以打包形式包含以太坊 (L1) 和 Rollup (L2) 的交易。

  • L1 Block Builder 构建以太坊区块

区块构建器(构建候选区块的系统)接受常规以太坊交易和捆绑的第 2 层区块(来自步骤 2)并将它们插入到单个以太坊区块中。

  • 区块生成器将 L1 区块发送给提议者

构建好的 L1 区块(现在包含 L1 和 L2 数据)被发送回以太坊提议者进行最终提交。

  • 提议者将区块提交到以太坊

最后,提议者将区块广播到以太坊网络。一旦区块被接受,Layer-2 交易数据将成为以太坊规范历史记录​​的一部分。这意味着 rollup 活动在以太坊上完全可验证且最终确定,无需单独的排序器。

基于汇总的核心优势 

基于 Rollup 的方案为以太坊扩容带来了实实在在的好处。让我们来探讨一下它的主要优势:

  • 基于提议者的排序

基于 Rollups 的方案将排序任务外包给以太坊提议者,从而降低了基础设施的复杂性。它消除了运营和保护单独的排序器网络,以及处理排序器故障和异常行为的需要。

  • 以太坊最大对齐

在 rollup 层捕获的 MEV 可以直接路由给以太坊验证者,从而激励诚实行为并增强以太坊的经济安全性。它增强了以太坊的韧性,并有助于避免价值泄漏给链下参与者。

  • 增强审查抵制

由于以太坊验证者会定期轮换,因此任何一方都无法长时间审查交易。相比之下,传统的 Rollup 中存在中心化排序器,可以任意审查用户或重新排序交易。

  • 更公平的 MEV 分配

MEV 供应链被压缩。MEV 不再被中心化的 L2 排序器或外部构建器提取,而是成为以太坊提议者区块奖励的一部分,这使得整个系统更加透明和公平。

  • 更低延迟和更快融合

由于 Based Rollups 利用了以太坊原生的区块生产机制,因此无需等待 Layer 2 序列器达成共识。它显著缩短了最终确认时间,并带来了更流畅的用户体验,尤其适用于游戏、实时金融或高频交易等对延迟敏感的用例。

  • 与 Rollup 框架的模块化兼容性

基于 Rollup 的实现与具体实现无关。无论您构建的是 ZK Rollup、Optimistic Rollup,还是类似 Validium 的解决方案,只需稍加修改,该排序模型就可以集成到 OP Stack 或 ZK Stack 等现有框架中。

Based Rollups、ZK Rollups 和 Optimistic Rollups 的比较

让我们更深入地了解基于汇总与传统汇总类型的比较。

结语

以太坊以 Rollup 为中心的路线图面临着众多创新,而 Based Rollup 正是其中之一,它正在塑造一个可扩展性不会损害去中心化或安全性的未来。由于能够轻松地与以太坊底层直接集成以进行交易排序,Based Rollup 消除了 Layer 2 设计中的一个关键瓶颈:中心化排序器。这种方法将 Based Rollup 定位为以太坊原生应用的下一代解决方案。无论部署在金融、游戏、身份识别还是跨链通信领域,Based Rollup 都能为无需信任的可扩展性提供坚实的架构基础。

尽管基于基础的 Rollup 技术仍处于早期应用阶段,但它已逐渐受到研究人员、开发者和基础设施提供商的关注。Espresso、OP Stack 集成以及模块化 Rollup 即服务提供商等协议已在尝试使用基于基础的 Rollup 技术。毫无疑问,现在正是投资基于基础的 Rollup 技术的最佳时机。您可以与可靠的区块链开发公司Antier 合作,利用基础 L2 序列器和 Rollup 架构来增强可扩展性、安全性和去中心化能力。

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文章审阅人:
DK 朱纳斯
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