原标题：《去中心化 Rollups》

随着 Rollups 使用的增多并托管生态的应用步伐，用户的迁移老本将增多，中心化的排序器将取得对定价的把持性影响力。中心化排序器的控制者有理由从用户中间接（例如通过费用）和直接（例如通过抢跑交易、三明治攻击等）最洪流平地提取价值（MEV）。— Espresso

正如Espresso团队所提到的，中心化Rollups最终将面临垄判定价和MEV的问题。别的，中心化Rollups素质上会毁坏可组合性，导致割裂的Rollups。

然而，目前简直所有的Rollups都依然是中心化的，因为建设一个去中心化、无需许诺且可扩展的Rollup是极具挑战性的。另一个起因是，先推出中心化的Rollups可以协助孵化生态系统并抢占市场份额。

而当我们探讨去中心化的Rollups时，出格是zkRollups时，有两个层面的去中心化。第一个是证实者的去中心化，第二个是排序器的去中心化。实现完全的去中心化，还必要处置惩罚惩罚排序器和证实者之间的协调问题。

在模块化趋势下，去中心化Rollup目前主要有三类参预者。第一类旨在实现完全去中心化的Rollups，并提出了完好的处置惩罚惩罚计划。第二类是旨在处置惩罚惩罚证实者网络的协议。最后有多种处置惩罚惩罚计划正在实现排序器的去中心化。

Rollups 去中心化 

在zkRollups中，Polygon和Starknet已经提出理处置惩罚惩罚计划来实现他们Rollups的去中心化。

Polygon

在引入POE（Proof of Efficiency）之前，Polygon zkEVM接纳了POD（Proof of Donation），使得排序器可以竞标创建下一个交易批次的时机。但是，这会带来一个问题，即单个歹意方可以通过出价最高来控制整个网络。

接纳POE后，排序器和证实者将在本身硬件条件下，最高效地参预到无需许诺的网络中。任何人都可以参与Polygon zkEVM，只有这是有经济效益的。

在Polygon zkEVM中，排序器必要16GB的RAM和4个核心的CPU，而证实者必要1TB的RAM和128个核心的CPU。别的，还有一个称为聚合器的角色，负责搜集L1数据，将其发送到证实者，最好的股票配资网，接管证实并将其提交到L1。我们可以将聚合器和证实者视为同一个主体，因为聚合器和证实者之间的关系是十分简略的，聚合器支付证实者消费证实的老本。

这种架构十分简略：任何排序器都可以无需许诺地在L1上基于前一个状态打包交易，并更新相应地状态。同时，任何聚合器都可以提交证实以验证更新后的状态。

在POE中，效率不只指参预者在互相合作时的网络效率，也指排序器和证实者本身的经济效率。在L2中，排序器和证实者分享交易费用，排序器支付 batchFee 给聚合器来生成证实。这确保了参预者在经济上有动力为网络效率做出奉献，从而带来愈增强健和可连续的生态系统。

排序器

收入：L2交易费用

老本： batchFee （以$MATIC计算）+ L1 交易费用（调用  sequenceBatches  方法）

聚合器（证实者）

收入： batchFee （以$MATIC计算）

老本：证实老本 + L1 交易费用（调用  verifyBatchesTrustedAggregator 方法）

协调器: batchFee

初始参数

 batchFee = 1 $MATIC

 veryBatchTimeTarget  = 30分钟。这是验证批次的目的工夫。协议将更新`batchFee`变量来到达该目的工夫。

 multiplierBatchFee  = 1002。这是批次费用乘数，范围从1000到1024，生存3位小数。

调节器

 diffBatches : 被聚合的批次中> 30分钟的数量减去<=30分钟的批次数量。最大值为12。

协调过程

当  diffBatches  > 0时，增多聚合奖励以鼓励聚合器。

当  diffBatches  < 0时，减少聚合奖励来克制聚合器，减缓聚合进程。

Starknet

Starknet也旨在构建一个快捷确认的无许诺且可扩展的Rollup。尽管尚未达成去中心化处置惩罚惩罚计划的最终标准，但他们几个月前在论坛上发布了一些草案。

与Polygon zkEVM的简略机制比拟，Starknet的计划更为复杂，因为它包含L2共识和证实网络中的链式协议证实（chained proof-of-a-protocol）。

排序器

Starknet 提出了一个双账本共识协议，而不是简略地在排序器层中添加一个共识层。在该协议中，L2 作为live protocol 提供快捷响应，而 L1 checkpoints 则作为safe protocol提供最终确认性。

对于 L2 的live protocol，可以接纳各种共识机制，例如抗女巫的 PoS 系统，如 Tendermint 或 DAGs。另一方面，L1 的safe protocol波及多个合约，别离办理Stake打点、证尝试证和状态更新。

该双账本共识协议的典型工作流程如下：

1. 首先，将 L2 live ledger的输出作为 L1 safe ledger的输入，生成一个查抄后的live ledger。

2. 然后，将查抄后的live ledger作为输入，再次输入到 L2 的纯共识协议中，确保查抄后的live ledger始终是live  ledger的前缀。

3. 反复上述过程。

在构建双账本共识协议时，存在老本和延迟之间的权衡。抱负的处置惩罚惩罚计划旨在同时实现低老本和快捷的最终确认。

为了在 L2 上降低 gas 老本，Starknet 将checkpoints分为“分钟级”和“小时级”。对于“分钟级”checkpoints，只要状态自身被提交到链上，而其余数据（有效性证实、数据可用性等）则通过 StarkNet L2 网络发送。这些数据由 StarkNet 全节点存储和验证。另一方面，“小时级” checkpoints 在 L1 上停止公开验证。两品种型的查抄点提供雷同的最终确认。对于“分钟级”checkpoints，有效性证实由 StarkNet 全节点验证，并可以由任何一个节点在 L1 上发布，以向“分钟级”checkpoints赋予 L1 的最终确认性。因而，证实者必要生成小证实，以便在 L2 网络中宽泛流传。

为了进一步降低延迟，Starknet 提出了一种指导者选举协议，以提早确定指导者。其根本逻辑如下：当前时期 i 的指导者是基于 L1 质押数量和一些随机性预先确定的。详细来说，在时期 i-2中， leader_election  方法依据时期 i-3 中的质押数量将排序器按词典顺序平铺展开。然后，发送一笔交易来更新随机数并随机选择一个点。该点落在位置所对应的排序器将成为时期 i 的指导者。

证实者

在POE模块下，参预者之间停止公开合作，这可能导致赢家通吃的状况。Starknet试图实现一种无中心化风险的合作机制。以下是几种可选计划：

轮流制：这可以局部处置惩罚惩罚中心化问题，股票配资网，但可能无奈通过鼓励机制找到证实工作的最佳人选。

基于质押：排序器依据其所质押的数量决定了中选证实者的概率。

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Commit-Reveal 计划：首个提交者必要抵押代币来取得短暂的把持时机，然后在该工夫窗口内生成证实。为了制止DDoS攻击，假如前者无奈及时生成证实，后者所需的抵押代币将呈指数级增长。尽管在该机制下，网络可能会失去最佳性能的机器，但可以造就更多的证实者。

除了证实者之间的合作，还应该降低进入门槛，以便更多的证实者可以参预到网络中来。Starknet提出了一种操作递归证实的复杂协议，称为链式协议证实。

在链式协议证实中，区块链自身被划分为几个差异的分支。这样证实不只可以是递归的，并且证实生成也可以是并发的。例如，在3个分支的设定中，股票配资，12个黑色的区块被分为3行，每行代表一个分支。我们可以把每个分支看作一个子链，子链中的每个块都应证实前一个块。从整条链的角度看，插槽 n 必要证实插槽 n-3 。3个区块的距离为排序器预留了足够的工夫来提早计算和购置证实。这有点相似于分片技术，此中攻击者只必要控制一个分支就能控制整个证实者网络。

为了将这些分支编织在一起，Starknet提出了一种编织技术，可以将多个节点合并在一起，独特验证交易的合法性，确保交易记录的一致性和牢靠性。

此中一种计划是要求每个插槽必要同时与几个分支停止合并。另一种计划是将每个分支交替测验考试和其余分支合并，从而减少证实工作量。固然这也是一个开放性问题，可能将来有更好的处置惩罚惩罚计划。

协调

为了积极确担保实者能够有足够的盈利空间，Starknet 提出了参考 EIP1559 计划的做法：将根底费用设定为证实者资源价格的下限，积极地停止价格发现，而且排序器可以使用小费来鼓励证实者。这样，证实者将始终得到逾额支付，只要极端状况才会影响证实过程。不然，假如证实者取得的人为濒临市场价格，那么细微的颠簸就可能引发证实者停摆。

证实者去中心化

从 Rollups的角度来说，证实者比排序器去中心化更容易实现。并且，当前证实者是性能瓶颈，必要跟上排序器批办理的速度。在排序器去中心化尚未处置惩罚惩罚时，去中心化的证实者也可以为中心化的排序器提供效劳。

事实上，不只是 Rollups，zkBridge 和 zkOracle 也必要一个证实者网络。他们都必要一个强大的散布式证实者网络。

从久远来看，能够包容差异计算才华的证实者网络更具可连续性，不然性能最好的机器将把持市场。

证实市场

有些协议不是协调排序器和证实者之间的关系，而是间接将协调抽象成了证实市场。在该市场中，证实是商品，证实者是证实的消费者，而协议则是证实的出产者。在“看不见的手”的作用下，市场平衡是最高效的。

Mina

Mina已经建设了一个名为Snarketplace的证实市场，在此中交易Snark证实。这里的最小单位是单个交易的Snark证实。Mina接纳了一种名为Scan State的状态树的递归证实。

Scan State是一个二叉树的丛林，此中每个交易是一个节点。在树的顶部生成一个单个证实，可以证实树中的所有交易。证实者有两个任务：首先是生成证实，第二是合并证实。

在证实者完成工作并提交出价后，Mina协议的区块消费者将选择最低价格的出价者。这也是平衡价格，因为出价者会提交高于证实老本的出价，而区块消费者将不会购置不划算的证实。

=Nil; Foundation

Mina的证实市场是专为本人的协议设想的，而=nil; Foundation则提出了一个通用的证实市场，以效劳整个市场。

该市场的效劳由三个组成局部形成：`DROP DATABASE、zkLLVM和Proof Market。

`DROP DATABASE：是一个数据库打点系统协议，可以看作是一个DA层。

Proof Market：是一个在DROP DATABASE上运行的应用步伐，相似于一些人所说的zk证实的“去中心化交易所”。

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zkLLVM：是一个编译器，将高级编程语言转换为可证实计算协议的输入。

每个证实由其差异的输入和电路组成，因而每个证实都是惟一的。电路定义了证实的类型，相似于金融术语中定义“交易对”的方式。别的，差异的证实系统引入了更多的电路。

工作流程如下：证实的需求方可以用高级编程语言编写代码，然后通过工具链将其喂给 =nil; zkLLVM，生成一个独自的电路，它将成为市场中的一个共同的交易对。

对于证实需求方，他们可以在老本和工夫之间做取舍。证实者也将考量本人的计算才华和收入。因而在市场上，将会有差异的计算才华，高算力将更快地生成证实，但老本更高，而低算力生成证实更慢，但更自制。

两步提交

最近，Opside 提出了一种两步提交计划来去中心化证实者网络。该计划将证实提交分成两个阶段，来制止最快的证实者总是胜出的状况。

程序1：提交第T个区块的零常识证实的哈希

从第T+11个区块初步，不再允许新的证实者提交哈希。

程序2：提交零常识证实

在第T+11个区块之后，任何证实者都可以提交零常识证实。假如至少有一个零常识证实通过验证，它将用于验证所有提交的哈希，经过验证的证实者将依据抵押金额的比例取得相应的PoW奖励。

假如在第T+20个区块之前没有零常识证实通过验证，则所有提交哈希的证实者城市遭处处罚。然后从头开放排序器，可以提交新的哈希，回到程序1。

这种方法可以容纳差异的算力。然而，所需的抵押依然引入了必然水平的中心化。

排序器去中心化

排序器的去中心化比验证者更为复杂。这是因为排序器具有打包布列交易的权利，诸如MEV和收入分配等问题都必要考量。

思考到以太坊将对活性的优先级高于响应性，L2 处置惩罚惩罚计划应该通过优先思考响应性而不是活性来与这样的取舍互补。但是，与中心化排序器比拟，去中心化排序器在响应性方面自身就有所牺牲。因而，必要实现各种优化来处置惩罚惩罚这个窘境。

目前，有三种差异的去中心化排序器计划。第一种计划是通过优化共识机制实现。第二种计划波及共享排序器网络。第三种计划基于L1的验证者。

共识

共识协议主要负责对交易停止排序和确保其可用性，而不是执行交易。但是，正如前面提到的间接添加另一个共识层，并不是一个简略的处置惩罚惩罚计划。

为了进步响应性，一种常见的方法是依靠较小的验证器汇合。例如，Algorand和Polkadot使用随机抽样的较小委员会来批量办理交易。所有节点使用随机信标和可验证随机函数（VRF），在给按时期内被包孕在委员会中的概率与其质押数量成比例。

为了减少网络流量，可以使用更小的数据可用性（DA）委员会。或者接纳 VID（Verifiable Information Dispersal）。VID将数据的纠删码分发给参预共识的所有节点，使得任何持有足够高质押比例的节点子集都可以协作恢复数据。这种方法的取舍在于减少播送复杂性，但增多了数据恢复的复杂性。

Arbitrum 则选择了有名誉的实体组成验证者集，如ConsenSys、Ethereum Foundation、L2BEAT、Mycelium、Offchain Labs、P2P、Quicknode、IFF的散布式账本钻研中心（DLRC）和Unit 410参与排序器委员会。这种方法的取舍在于通过进步去中心化的质量来调停数量上的不敷。

共享排序器网络

排序器在模块化区块链中（出格是在 Rollup 中）阐扬着至关重要的作用。每个 Rollup 通常城市构建本人的排序器网络。然而，这种方法不只构成了冗余问题，并且还妨碍了可组合性。为处置惩罚惩罚这个问题，一些协议提出了构建一个共享的 Rollup 排序器网络。这种方法降低了实现原子性、可组合性和互操纵性的复杂度，这些特性在开放无需许诺的区块链中，是用户和开发者迫切必要的。别的，它还不再必要独自的排序器网络的轻客户端。

Astria

Astria正在为Celestia的Rollup生态系统开发一种中间件区块链，此中包含本人的散布式排序器汇合。这个排序器集负责蒙受来自多个Rollup的交易并将其写入根底层，而不执行它们。

Astria的作用主要聚焦于交易排序，与根底层和Rollup独立运作。交易数据存储在根底层上（例如Celestia），而Rollup全节点维护状态并执行操纵。这确保了Astria 与Rollup解耦。

对于最终确认性，Astria提供两个级另外Commitment：

“Soft commitment”：使得Rollup能够为其最终用户提供快捷的区块确认。

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“Firm commitment”：速度与根底层雷同，确保更高的安详性和最终确认性。

Espresso

Espresso在零常识技术领域做出了严峻奉献。他们最新在开发一种去中心化排序器的综合处置惩罚惩罚计划，可应用于 Optimistic Rollups和zkRollups。

去中心化排序器网络由以下组成：

HotShot 共识：优先思考高吞吐量和快捷最终确认性，而不是动态可用性。

Espresso DA：联结基于委员会的 DA 处置惩罚惩罚计划和 VID，此中高带宽节点将数据提供给所有其他节点。每个独自区块的可用性也由小型随机选举的委员会撑持。VID 提供牢靠但较慢的备份，只有所有节点的足够高比例的质押权重没有遭到威逼，就可以担保可用性。

Rollup REST API：以太坊兼容 JSON-RPC。

排序器合约：验证 HotShot 共识（即作为轻客户端）并记录 checkpoints（即对交易停止暗码学答允），打点 HotShot 的质押表。

P2P 网络：Gossip 协议。

与 Astria 比拟，Espresso 提供 DA。因而，工作流程将略有差异，如下所述：

1. 用户创建并提交交易到 Rollup。

2. 交易通过排序器网络流传并生存在内存池中。

3. 通过 HotShot 质押机制指定指导者，提出区块，并将其流传回 Rollup 的执行者和证实者。

4. 指导者将交易发送到数据可用性委员会，并收到 DA 证书作为反响。

5. 指导者还向 Layer 1 排序器合约发送对区块的答允，以及合约用于验证区块的证书。

Espresso 引入了用于证实的 Gossip 协议，提供更灵敏的用户体验。它提供三种交易最终确认性的选项：

快捷：用户可以信任已执行交易并生成证实的 Rollup 效劳器，或者他们可以操作 HotShot 的低延迟执行交易。

适度：用户可以稍等一段工夫以生成证实，然后查抄该证实。

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慢速：用户可以期待 L1 验证状态更新来获取更新后的状态，无需任何信任如果或计算。

除了上述优化之外，Espresso 还方案使整个以太坊验证者集自身参预运行 Espresso 排序器协议。使用雷同的验证者汇合将提供相似的安详性，而且与 L1 验证者分享价值将愈加安详。别的，Espresso 还可以操作 EigenLayer 提供的 ETH 再质押处置惩罚惩罚计划。

Radius

Radius正在构建一个基于零常识证实的无信任共享排序层，专注于处置惩罚惩罚L2中的MEV问题，因为L2的收入主要来自区块空间。所必要思考的权衡是MEV和L2收入之间的均衡。Radius的目的是撤销对用户有害的MEV，并提出了一个两层效劳。

顶层针对通例用户交易，并通过使用工夫锁谜题提供暗码学护卫，以防止有害的MEV。详细而言，它接纳了实用可验证延迟加密（PVDE）技术，该技术将在5秒内为基于RSA的工夫锁谜题生成零常识证实。该方法提供了一种实用的处置惩罚惩罚计划，以护卫用户免受有害的MEV。简而言之，在排序器确定交易顺序之后，威力够知晓交易内容。

底层是为区块构建者设想的，并允许他们参预孕育发生收入的流动，同时减轻MEV的负面影响。

Based Rollups

Based Rollup 是最近由Justin Drake提出的一个概念，此中L1区块提议者与L1的搜寻者和构建者竞争，在无需许诺的状况下将rollup区块包孕在下一个L1区块中。它可以被视为L1上的共享排序器网络。Based Rollup的优弊端很鲜亮。

从积极的一面来看，Based Rollup 操作了L1所提供的活性和去中心化性，而且它的实现简略且高效。Based Rollup也与L1保持经济上的一致性。然而，这并不意味着Based Rollup侵害了其主权。尽管将MEV交给了L1，Based Rollup依然可以领有治理代币并收取根底费用。依据如果，Based Rollup 可以操作这些劣势，实现主导地位，并最终最大化收益。

结论

不雅察看所提出的这些计划，可以看出Rollup的去中心化仍有很长的路要走。此中一些提案仍处于草案阶段，必要进一步探讨，而其他一些则仅完成了初阶规格说明。所有这些计划都必要实现并蒙受严格的测试。

尽管有些Rollup可能没有明确提出相应的去中心化处置惩罚惩罚计划，但它们通常包含应急逃离机制来处置惩罚惩罚由于中心化排序器引起的单点故障。例如，zkSync提供了`FullExit`方法，允许用户间接从 L1 提取其资金。在系统进入 exodus mode ，无奈办理新区块时，用户可以启动提款操纵。

为了实现抗审查，这些Rollup通常还允许用户间接在L1上提交交易。例如，zkSync接纳优先级队列来办理在L1上发送的这类交易。相似地，Polygon zkEVM在L1合约中包孕了一个  force batch  方法。当一周内未发生聚合时，用户可以在L1上调用此方法，并提供交易的字节数组和  bathFee 给证实者。

可以必定的是，在可预见的将来，Rollup的去中心化将会是一个组合型的处置惩罚惩罚计划，可能包含上述这些重要的计划或者其他一些创新性的变体。