共享排序器模組化的範式給整個 Layer2 Rollup 生態降低了技術門檻，但它畢竟不同於數據可用層的外包，沒有任何一個 Layer2 Rollup 的項目願意將自己最核心的「收稅」能力外包出去。
作者：小豬 Web3
封面： Photo by Shubham Dhage on Unsplash
什麼是排序器
排序器（Sequencer）是目前以太坊 Layer2 Rollup 中的重要元件，它接收無序的交易並產生有序的交易批次。然後，這些交易批次可放入區塊並發送到資料可用層。在收到用戶的交易後，排序器會提供一個近乎即時的收據作為「軟確認」，而「硬確認」是在交易被發送到資料可用層之後收到的。
主流的 Layer2 Rollup，例如 Arbitrum，Optimism，zkSync，StarkNet 及 Polygon zkEVM 都由運營商運行中心化的排序器，但是中心化的排序器有以下問題：
- 交易審查：排序器控制交易排序，因此可能不包含使用者交易；
- MEV 提取：排序器可以提取最大可提取價值，可能對使用者不利；
- 單點問題：如果排序器故障，整個 Rollup 都會受到影響。
針對排序器中心化的問題，各個主流的 Layer2 Rollup 都把排序器的去中心化列入路線圖中，但均處於規劃中短期內尚未實現的狀態，究其原因，排序器的去中心化並不是技術問題，而是經濟學問題。
對 Layer2 Rollup 技術原理感興趣的可以參考我的上篇文章 《以太坊 Layer2：Rollup 戰爭》。
Layer2 Rollup 的經濟學
Layer2 Rollup 有三個主要角色：使用者、Rollup 營運商和基礎層。他們運行的主要流程大致為：當用戶在 L2 上進行交易，Rollup 運營商充當用戶和基礎層之間的介面角色，並最終將數據發佈到基礎層，如下所示：
- 使用者：在 Layer2 網路上發送他們的交易，並將他們在 Layer2 上的資產部署在 Rollup 上進行合約交互，並將支付費用流向 Rollup 運營商；
- Rollup 營運商：代表處理 Layer2 網路上的交易所需的所有基礎設施，其中除了排序器外還有執行器（Executor）和驗證者（Validator），對於 Optimistic Rollup，還有負責報告詐欺證明的挑戰者（Challengers）；
- 基礎層：也可以理解為完整節點，其目的是保護 Rollup 的資料協議，用來處理和驗證所有交易，確保 Rollup 狀態正確並確保每筆交易的有效性，例如發現錯誤交易並將其刪除。
Rollup 營運商成本包括維護一個交易池、序列批次、計算狀態根/狀態差異/有效性證明等涉及批量交易處理的排序、交易驗證、區塊生成等問題而產生的費用。而收入主要有兩個來源：代幣獎勵及最大可提取價值 (MEV) 。
MEV 在這裡尤其重要，MEV 指的是透過操縱區塊內的交易，即透過納入、排除和改變交易順序來提取的超過標準代幣獎勵的價值，提取 MEV 的常見形式包括前置運行和三明治攻擊。
因此 Rollup 業者維持中心化排序器可能是最經濟明智的選擇，不過也有 Layer2 Rollup 是採用去中心化排序器的，例如 Metis。
Metis 將其去中心化 PoS 排序器作為主要宣傳點。 Metis 的排序器運營商和共識層節點運營商都需要質押一定數量的代幣作為擔保。如果有排序器在處理交易時出現不誠實行為，其他人可以提出挑戰。如果挑戰成功，該排序器將失去部分質押。
鑑於主流的 Layer2 Rollup 都在運行唯一的中心化排序器，如果這些排序器出現問題，整個 Rollup 程式都會受到不利影響。用戶使用 Layer2 Rollup 的全部意義在於節省交易成本，而區塊鏈背後的基本理念之一是防止依賴唯一的中心化提供商，排序器的中心化顯然是一個亟待解決的重要問題。
共用排序器
解決上述問題的新方案是去中心化的共用排序器（Shared Sequencer）。「共享」指的是多個不同的 Layer2 Rollup 可以使用同一個排序器網絡，也就是說，來自多個 Layer2 Rollup 的交易在排序之前會被聚合在一個記憶體池中。
共享排序器旨在緩解 MEV 提取問題，提供抗審查能力，並提高 Layer2 Rollup 的有效性保證。此外，還有兩點值得注意：
- 模組化：排序器跟數據可用性一樣是一個模組化的能力，關於數據可用性可以參考我之前的文章 《數據可用性：誰動了以太坊的奶酪？》，去中心化排序器的需求可以抽象化成一種 “商品”，這是一種基於模組化思想的討巧做法，由於擁有成本低、快速高效等優勢，勢必會吸引一大批 “一鍵發鏈” 需求的 Layer2 Rollup。而所有這些 Layer2 Rollup 都將受益於去中心化網路所能提供的抗審查性和即時性，而無需自行建立該網路；
- 跨 Rollup 可組合性：由於這些共享排序器解決方案旨在處理多個 Rollup 的交易排序，因此能夠提供目前無法提供的獨特互通性保證。例如，使用者應能指定，當且僅當 Rollup 2 上的不同交易也包含在同一區塊中時，Rollup 1 上的交易才能包含在該區塊中。透過啟用這種有條件的交易包含，共享排序器可以釋放新的可能性，包括原子跨 Rollup 套利。
Espresso、Astria、SUAVE、Radius 等專案都專注於去中心化排序器方案，它們的實作路徑各不相同。
Espresso
Espresso Systems 早期是一家專注於隱私解決方案的服務商，2022 年 3 月宣布獲得由 Electric Capital, 紅杉，Blockchain Capital 參投的近 3,000 萬美元的 A 輪融資。 Espresso Systems 目前基本轉型做 Espresso Sequencer，專門為 Rollup 提供去中心化排序器的服務。
Espresso 基於 HotShot 共識解決了排序器輪換問題和交易「最終性」的確定問題，透過引入 EigenLayer 解決排序器的存取問題。
EigenLayer 的再質押機制使以太坊的質押者同時成為 Espresso 排序器成為可能，為 HotShot 共識提供安全保障。簡言之，以太坊的節點質押者可以透過 EigenLayer 的再質押機製成為 Espresso Sequencer(ESQ)，以太坊質押者在獲得 PoS 節點收益的同時，也捕獲了二層 MEV 的價值。
Espresso 作為通用類別的去中心化排序器解決方案，生態合作專案除 EigenLayer 外，還包括 Arbitrum, OP Stack, Caldera, AltLayer 等一眾明星模組化專案。
Astria
Astria 的定位是通用、無需許可的去中心化排序器，為不同 Rollup 提供了開箱即用的共享排序器服務。融資方面，Astria 在 2023 年 4 月宣布完成由 Maven 11 領投的 550 萬美元種子輪融資，跟投機構包括 1k(x), Delphi Digital, Lemniscap, Robot Ventures 等。雖然融資規模不大，但機構陣容非常華麗。
Astria 去中心化排序器的運作機制和 Espresso Sequencer 大同小異，目的都是透過把交易排序權利下放來弱化排序者的特權。具體來看：
針對排序器的輪換，Astria 提出了 2 種輪換機制：
- 簡單的領導者輪換（Leader Rotation）：透過選舉的排序器組成一個集合，排序器集合輪流對 Rollup 交易進行排序。這種方式杜絕了單一排序器長時間持續壟斷交易的排序權，一定程度上解決了對使用者持續審查的問題；
- 拜占庭容錯（BFT）共識演算法：跟領導者輪換機制類似，輪到的排序器有權負責交易排序，但排序器集合中必須有 2/3 及以上成員需要就這個排序達成共識。
SUAVE
SUAVE 是 Flashbots 建構的去中心化、即插即用的共享排序器解決方案，作為通用類別方案，SUAVE 能為任意 L1/ L2 提供記憶體池和去中心化區塊建置。 SUAVE 與前述共享排序器設計的不同之處在於，SUAVE Chain 本身就是一條 EVM 相容鏈，透過區塊「競標」的方式實現交易排序。
SUAVE 的架構由 3 大核心元件構成：
- 通用偏好環境：偏好覆蓋範圍廣泛，從簡單的交易到複雜的事件。使用者的偏好以交易的形式反映在 mempool 中，偏好環境作為一個公共的 mempool 將偏好匯聚在一起。 SUAVE 提供的通用偏好環境使多鏈的使用者偏好公開透明，消除了資訊差，在一定程度上解決了跨鏈 MEV 的問題；
- 最佳執行市場：執行市場是由執行者參與的網絡，執行者負責監聽 SUAVE memepool 並相互競爭，競爭驅動它們為用戶偏好提供最佳的執行。可以理解為所有的執行者透過「競標」的方式去實現用戶的偏好，將用戶交易產生的 MEV 盡可能地返還給用戶；
- 去中心化區塊建構：最後，依據收集到的偏好和最佳的執行路徑，去中心化區塊建構網路將它們包含在區塊中。至此實現交易發現、交易排序、出塊的全流程。
Radius
Radius 的定位是一個無需信任的共用排序層。與前述方案的實現機制均不同，Radius 透過啟用加密 mempool, 確保 Rollup 交易被無需信任地排序，從而消除有效的 MEV 和用戶交易審查。
融資方面，Radius 於 2023 年 6 月宣布完成由 Hashed 領投的 170 萬美元 Pre-seed 輪融資，跟投機構包括 Superscrypt, LambdaClass 和 Crypto.com。
Espresso, Astria 等基於共識機制的去中心化排序器在一定程度上降低了 MEV 和審查風險，但是以犧牲網絡可擴展性和時間效率為代價的，帶來了一定的交易確認延遲（需要就交易排序達成共識）。此外，雖然交易排序處在一個去中心化的環境中，由於 mempool 的相關交易是透明的，排序器仍然有作惡的空間攫取 MEV. Radius 透過加密 mempool, 相關交易資訊對排序器不可見，旨在從源頭扼殺排序器惡意攫取 MEV 和審查交易的問題。
Radius 採用基於零知識證明的加密方案「實用可驗證延遲加密」（PVDE）來建立加密 mempool。加密 mempool 確保了排序器的無需信任，但單點故障風險仍然存在。如果執行單一排序器+ 加密 mempool, 排序器故障會導致網路宕機。為了解決這個問題，Radius 提出了多種去中心化排序器實作方案，包括秘密領導者選舉機制、排序器組分片機制等。
共享排序器與 MEV
Astria，Espresso 和 SUAVE 都將 MEV 作為生態系統中的一環，甚至提供一些便利幫助 PBS 架構的 MEV。而 Radius 則是透過加密交易來避免 MEV，但它也提到 MEV 是 builder 的重要動力，不可能完全去除。
MEV 是市場的重要激勵，主流 Layer2 Rollup 靠著運作中心化排序器獨佔 MEV 賺得盆滿缽滿，去中心化將交易排序的權利下放必然涉及分潤，這就存在一個悖論。
除非共享排序器能夠在保護用戶利益和保持系統生態激勵之間找到一個平衡，換句話說，就是把利潤讓給用戶本身，這或許是一個吸引用戶的巨大流量入口，在 Layer2 Rollup 細分賽道中形成示範效應，從而倒逼其他 Layer2 Rollup 採用共享排序器。
總結
共享排序器模組化的範式為整個 Layer2 Rollup 生態降低了技術門檻，跨 Rollup 可組合性帶來了更多想像空間，但它畢竟不同於數據可用層的外包，沒有任何一個 Layer2 Rollup 的項目願意將自己最核心的「收稅」能力外包出去。
歸根到底還是 Layer2 Rollup 缺乏一套獨立的去中心化經濟體框架，放棄排序器其市場生態很難有做起來的可能性。即使要做去中心化排序器，那也大概率要么表面去中心化，將控制權掌握在運營商自己或者少部分人手裡，要么要求用自身代幣去質押，賦能代幣實際功能去支撐幣價。
不過無論是在 Layer2 Rollup 領域還是在共享排序器領域，都會有許多新的參與者出現。一些主流 Layer2 Rollup 可能傾向於創建自己的專有解決方案，而不是使用共享排序網絡，而一些背景雄厚的共享排序器可能會吸引許多非主流 Layer2 Rollup，實現強大的網絡效應，未來肯定會有新的變化。
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