Les Rollups d'Ethereum sont centralisés : Exploration des ordonneurs décentralisés

Les problèmes de tri des transactions dans le domaine des rollups de deuxième couche Ethereum (L2) deviennent de plus en plus évidents. Le principal rôle des rollups L2 est de fournir un environnement sécurisé pour des transactions à faible coût. Ils offrent aux utilisateurs une couche d'exécution, puis soumettent les données de transaction à la couche supérieure de première couche (L1), comme Arbitrum, Optimism, zkSync d'Ethereum.

Un ordonnanceur est une entité habilitée à trier ces transactions en lots. Elle reçoit des transactions désordonnées des utilisateurs, les traite hors chaîne en lots, puis génère des lots de transactions ordonnées compressées. Ces transactions peuvent ensuite être regroupées en blocs et envoyées au niveau L1 parent.

En réalité, les rollups n'ont pas besoin de séquenceurs ; c'est simplement un choix de conception visant à offrir aux utilisateurs des frais plus bas et des confirmations de transaction plus rapides. Par exemple, tout comme la plupart des rollups utilisent la couche de base d'Ethereum pour obtenir la disponibilité des données, ils peuvent également utiliser la couche de base pour le tri. Cependant, la couche de base d'Ethereum peut être relativement inefficace et coûteuse. Cela signifie qu'à ce jour, chaque projet majeur de rollup L2 a découvert qu'il est plus pratique, moins cher et plus convivial pour les utilisateurs de faire fonctionner des séquenceurs centralisés.

En raison du fait que le séquenceur contrôle l'ordre des transactions, il a le droit de réviser les transactions des utilisateurs ( bien qu'une révision complète soit peu probable, car les utilisateurs peuvent soumettre des transactions directement au L1 ). Le séquenceur peut également extraire la valeur maximale pouvant être extraite (MEV), ce qui pourrait causer des pertes économiques pour la communauté des utilisateurs. De plus, la disponibilité peut également être un gros problème - si le seul séquenceur centralisé tombe en panne, les utilisateurs ne pourront pas utiliser ce séquenceur, et tout le rollup sera affecté.

La solution est un ordonnanceur partagé et décentralisé. L'ordonnanceur partagé fournit essentiellement des services décentralisés pour les rollups. En plus de résoudre des problèmes tels que la censure, l'extraction MEV et la disponibilité, l'ordonnanceur partagé introduit également des fonctionnalités inter-rollup, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités. Espresso, Astria et Radius développent des solutions innovantes d'ordonnanceur partagé, chacune ayant des fonctionnalités uniques dans son architecture respective. Espresso tente d'utiliser EigenLayer pour guider son réseau, tandis qu'Astria reste étroitement liée au réseau de disponibilité des données modulaire Celestia. Radius apporte sa mémoire cryptographique unique dans la discussion.

Introduction

Avec la popularité croissante de l'écosystème rollup L2 d'Ethereum, un aspect souvent négligé est celui des ordonnanceurs. Les ordonnanceurs sont responsables du tri des transactions, et l'utilisation d'un ordonnanceur via un rollup peut offrir une meilleure expérience utilisateur, des frais réduits et des confirmations de transaction plus rapides. Cependant, le problème est qu'à ce jour, tous les principaux L2 d'Ethereum ont constaté qu'il était plus pratique, convivial et moins coûteux de faire fonctionner leur propre ordonnanceur centralisé unique. Étant donné le pouvoir que les ordonnanceurs détiennent en matière d'examen des transactions, d'extraction de MEV et de création de problèmes de disponibilité à point unique (, cela peut être considéré comme un résultat indésirable et non conforme à l'esprit des cryptomonnaies.

Bien que la plupart des projets aient intégré la décentralisation de leurs propres ordonnanceurs dans leur feuille de route, il n'y a pas encore de véritable consensus sur la manière d'atteindre cette décentralisation. Nous devons également noter qu'Arbitrum et Optimism ont lancé leurs propres solutions depuis le second semestre 2021, et on peut dire qu'ils n'ont pas encore réalisé de progrès substantiels en matière d'ordonnanceurs décentralisés.

Dans ce rapport, nous examinerons attentivement le rôle des ordonnanceurs et l'état actuel de l'espace rollup d'Ethereum. Ensuite, nous explorerons en profondeur les projets qui étudient des solutions, à savoir un réseau d'ordonnancement partagé décentralisé. Nous présenterons en détail ces projets et ce qui rend leurs solutions uniques. Nous réfléchirons également à ce que cela pourrait signifier pour le développement futur du domaine des rollups L2 d'Ethereum.

Qu'est-ce qu'un ordonnanceur ?

Pour aller plus loin, la blockchain est un registre de données distribué, constitué de données de transactions horodatées triées par blocs. À l'origine, ces données de transactions étaient désordonnées et non organisées. Après tri, elles peuvent être organisées en blocs et exécutées pour créer un nouvel état de la blockchain. Pour une blockchain de première couche comme Ethereum, ce tri des transactions se produit au sein de la couche de base d'Ethereum elle-même.

Dans la solution de scalabilité la plus populaire d'Ethereum - Layer-2 )L2(, le tri des transactions est devenu un problème de plus en plus sérieux. N'oubliez pas que le principal rôle des rollups est d'offrir aux utilisateurs un endroit sécurisé pour des transactions peu coûteuses. En termes simples, le rollup L2 fournit aux utilisateurs une couche d'exécution, puis soumet leurs données de transaction au niveau supérieur L1, c'est-à-dire Arbitrum, Optimism, zkSync d'Ethereum. Les transactions groupées soumises à L1 contiennent généralement des centaines ou des milliers de transactions L2 compressées, ce qui réduit le coût de l'envoi de données à L1.

Dans le monde des rollups L2, le séquenceur est l'entité autorisée à ordonner les transactions en groupes. Le séquenceur reçoit des transactions désordonnées des utilisateurs, les traite hors chaîne en groupes, puis génère un lot de transactions ordonnées et compressées. Ces transactions peuvent ensuite être intégrées dans un bloc et envoyées au parent L1. Les transactions en lot peuvent également être disponibles sur la couche de disponibilité des données )DA(, généralement Ethereum, utilisée pour la plupart des rollups actuels ). Il fournit également aux utilisateurs une promesse douce, c'est-à-dire qu'après avoir reçu les transactions des utilisateurs, le séquenceur fournit un reçu quasi instantané en tant que "confirmation douce". La "confirmation dure" est celle reçue après que la transaction a été envoyée à la couche L1.

( Pourquoi les Rollups doivent-ils utiliser des ordonneurs, pourquoi est-ce un problème ?

En substance, le tri a un objectif très clair : améliorer l'expérience utilisateur. Utiliser un tri pour les transactions L2 est semblable à utiliser une "voix rapide", ce qui signifie des frais moins élevés et une confirmation des transactions plus rapide. En fait, le tri peut compresser des centaines voire des milliers de transactions L2 en une seule transaction L1, permettant ainsi d'économiser des frais de gas. De plus, la confirmation douce fournie par le tri signifie que les transactions rollup peuvent offrir aux utilisateurs une confirmation rapide des blocs. Cette combinaison contribue à améliorer l'expérience des utilisateurs lors de l'utilisation des boucles L2.

Il est important de se rappeler que les rollups n'ont pas besoin de séquenceurs ; c'est simplement un choix de conception fait pour une meilleure expérience utilisateur. Par exemple, tout comme la plupart des rollups utilisent Ethereum L1 pour améliorer la disponibilité des données, ils peuvent également l'utiliser pour le tri. Justin Drake de la Fondation Ethereum a récemment qualifié cela de "basé sur le rollup". Cependant, la couche de base d'Ethereum est probablement relativement inefficace et coûteuse, surtout compte tenu du volume élevé des transactions L2. En essence, le débit des transactions des rollups sera limité par le taux de tri des données d'Ethereum L1. Les utilisateurs subiront également les mêmes délais de confirmation de transaction que ceux des transactions sur Ethereum. Cela signifie qu'à ce jour, chaque projet majeur d'extension L2 a découvert qu'il est plus pratique, moins coûteux et plus facile à utiliser d'exécuter un séquenceur centralisé. Bien que les utilisateurs de L2 puissent soumettre des transactions directement à L1 pour contourner le séquenceur, ils doivent payer des frais de gas pour la transaction à L1, et il se peut que la transaction prenne plus de temps à être finalisée. Cela va en grande partie à l'encontre de l'objectif d'utiliser les rollups L2 pour exécuter des transactions.

Étant donné que le sélecteur contrôle l'ordre des transactions, il a théoriquement le droit de ne pas inclure les transactions des utilisateurs ). Cependant, si un utilisateur est capable et prêt à payer des frais de gas, il peut également soumettre directement des transactions à L1 (. Le sélecteur peut également extraire le MEV du groupe de transactions, ce qui peut entraîner des pertes économiques pour la communauté des utilisateurs. S'il n'y a qu'un seul sélecteur, comme c'est le cas actuellement pour toutes les transactions principales de rollup, le risque de centralisation est plus important. Dans ce cas, la validité peut devenir un problème, c'est-à-dire que si le seul sélecteur échoue, alors l'ensemble du rollup sera affecté. Une configuration avec plusieurs sélecteurs peut réduire ce risque.

Avec ce paramétrage, le classificateur peut être considéré comme un intermédiaire semi-fiable pour l'utilisateur. Bien que le classificateur ne puisse pas empêcher l'utilisateur d'utiliser L2, il peut retarder les transactions de l'utilisateur, entraînant des frais de gaz supplémentaires pour l'utilisateur et tirant de la valeur des transactions de l'utilisateur.

![Interprétation de l'Institut de recherche Binance sur les ordonnateurs décentralisés : pierre angulaire de la sécurité Layer2, élargissant les cas d'utilisation des jetons natifs])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-1168f4831c0c24a1cfd758ba3e9101fc.webp###

( Corrélation de MEV

MEV est particulièrement important ici. MEV désigne la valeur obtenue à partir de la production de blocs, qui dépasse les récompenses de blocs de première génération ) ou de mise ( et les frais de gas. Il s'agit de la valeur extraite par la manipulation des transactions au sein des blocs, c'est-à-dire par l'inclusion, l'exclusion et le changement de l'ordre des transactions. Par exemple, les formes courantes d'extraction de MEV incluent les exécutions anticipées et les attaques par sandwich.

Étant donné le rôle des séquenceurs dans les L2 rollups, ils peuvent comprendre toutes les transactions des utilisateurs hors chaîne. De plus, comme ces séquenceurs sont généralement gérés par le projet lui-même ou par des équipes associées, telles que la Fondation Optimiste pour le réseau principal OP et la Fondation Arbitrum pour Arbitrum One et Nova, de nombreux utilisateurs craignent de ne pas pouvoir voir le potentiel d'extraction de MEV. Même sans ces préoccupations, à mesure que les projets gèrent leurs propres séquenceurs centralisés, le niveau de confiance et de décentralisation de ces protocoles peut également affecter les utilisateurs. La crédibilité et la décentralisation de ces protocoles seront certainement remises en question.

) État du marché des classificateurs

Au moment de rédiger cet article, toutes les principales versions L2 d'Ethereum dépendent de classificateurs centralisés. À mesure que de plus en plus de transactions Ethereum sont transférées vers des solutions L2, bien que l'ensemble des validateurs d'Ethereum soit décentralisé, il semble qu'un grand nombre de transactions ###, notamment celles sur L2, soient influencées par des forces centralisées sous la forme d'un classificateur unique.

Sans surprise, la plupart de ces entreprises ont déjà résolu le problème de la décentralisation de leurs propres ordonneurs et l'ont intégré dans leur feuille de route. Bien que ce soit un signe positif indiquant que la décentralisation fait partie de la vision L2, nous devons noter qu'Arbitrum et Optimism ont lancé leurs propres solutions depuis fin 2021 et il est juste de dire qu'ils n'ont pas réalisé de progrès substantiels en matière d'ordonneurs décentralisés.

La plupart des grandes entreprises semblent consacrer des ressources à l'amélioration de leurs produits et fonctionnalités de base, plutôt qu'à se concentrer sur la décentralisation. Ce n'est pas tout à fait une critique, car dans un environnement concurrentiel, se concentrer sur la décentralisation avant d'avoir des produits compétitifs n'est pas dans le meilleur intérêt de l'entreprise, ce qui est compréhensible dans une certaine mesure. Cependant, avec la maturation des entreprises de réseaux, ce point de vue évolue et les discussions se tournent rapidement vers la décentralisation des classificateurs et l'amélioration de la crédibilité.

Autres questions

Il est important de souligner qu'il existe des discussions sur le degré de risque associé à la dépendance à des classements centralisés.

Comme mentionné ci-dessus, les ordonneurs contrôlant l'ordre des transactions peuvent exclure les transactions des utilisateurs et extraire le MEV. Cependant, les ordonneurs ne peuvent finalement pas complètement exclure les utilisateurs des transactions de rollup. Les utilisateurs peuvent contourner les ordonneurs et soumettre directement des transactions à L1 ( tant qu'ils le souhaitent et sont prêts à payer des coûts de gaz accrus ). Bien que des ordonneurs agissant de manière inappropriée puissent provoquer des retards dans les transactions et des frais supplémentaires pour les utilisateurs, ils ne peuvent finalement pas être complètement censurés. Avant cela, aucune grande entreprise L2 n'était extrêmement concentrée sur la décentralisation de ses ordonneurs, ce qui est probablement l'une des raisons. Néanmoins, le réarrangement des transactions par les ordonneurs pour extraire le MEV demeure un problème, en particulier dans des pools de mémoire privés comme OP Mainnet.

Peut-être que le plus grand problème réside dans la temporalité. Étant donné que les principaux programmes de rollup fonctionnent avec un unique ordonnanceur centralisé, si ces ordonnanceurs rencontrent des problèmes, l'ensemble du programme de rollup en sera affecté. Bien que les utilisateurs puissent toujours effectuer des transactions en accédant directement à L1, ce n'est pas une méthode particulièrement durable et il est peu probable qu'elle fonctionne pour la plupart des transactions. Gardez à l'esprit que tout l'intérêt d'utiliser des rollups L2 est d'économiser.