排序器作為區塊鏈網路不可或缺的一個元件，交易排序已成為二層（L2）領域日益嚴重的問題。今天我們就來看看這個問題的解決方案--- 共享排序協議 Espresso 如何實現去中心化排序，優化區塊鏈交易。
作者：Yinan
封面： Photo by Shubham Dhage on Unsplash
項目介紹
簡介：
- Espresso Systems 開始想建立高度可擴展、注重隱私的去中心化 L1 協議，後面發現並不需要那麼多 L1，所以後面將透過為以太坊生態系統建構來實現使命。為達到這種願景而採取兩項單獨的努力，分別解決隱私和效能問題。
- 為了提供更好的隱私選項，Espresso 開發了 CAPE 應用程序，這是 Espresso 的智慧合約系統，可實現交易級隱私的自訂配置，CAPE 可以部署在任何 EVM 鏈上。
- 排序器負責驗證和批次第 2 層區塊鏈上進行的交易，然後將其發送回第 1 層鏈（如以太坊）進行結算。 Rollups 實際上不需要排序器；這只是設計上的選擇，目的是以更低的費用和更快的交易確認速度為用戶帶來更好的體驗。
- 目前對排序器的主要問題是它們往往容易出現中心化（在許多情況下由單一運營商運營），並且存在風險，例如交易審查、MEV 提取和創建單點故障（即有效性問題）。
- Espresso 的共享排序器等解決方案（依賴單獨的、無需許可的網路節點）旨在協助解決此問題。 Espresso 正在創建一個共享排序的市場，透過該市場，第 2 層鏈將區塊空間出售給共享提議者，包括以太坊主網 EVM 本身的提議者，他們透過滿足多個鏈上的用戶意圖來創造剩餘價值。
技術架構
CAPE
CAPE 是 Espresso Systems 的可配置資產隱私協議在以太坊上的實現。可配置資產隱私是一種協議，使資產創建者能夠發行私人數位資產，同時指定可以查看有關所有權和交易的指定資料的各方。 CAPE 還支援使用私人可驗證憑證、凍結金鑰或閾值方案的更高級策略。
VERI-ZEXE —- 去中心化私人計算（DPC）系統
2019 年，Bowe 等人。提出了一種稱為去中心化私有計算（DPC）的方案，該方案允許使用者在鏈外執行任意計算，並使用零知識證明提交交易來證明該計算的正確性。他們實作了一個名為 ZEXE（zk-execution）的系統，該系統實例化了 DPC 方案來解決上述兩個痛點。粗略地說，ZEXE 是一個「可編程的 Zcash」，從單一應用系統推廣到智慧合約系統，同時保留隱私保證。
VERI-ZEXE 在交易生成方面將最先進的提高了約 9.0 倍，在記憶體使用方面提高了約 2.6 倍，並在 CAPE 的未來版本中使用，以啟用任意用戶定義的資產策略，同時保持可配置性資產隱私。
HotShot
HotShot 是一個優先考慮高吞吐量和快速最終確定的共識協議，其基於 HotStuff 協議。
HotShot 是開放的、無權限的，它將參與排序器網路的權力下放，在提供高吞吐量和快速最終結果的同時，也保證了安全性和有效性。 HotShot 採用的是攝取證明（「PoS」）安全模型，Espresso 團隊對其提出的關鍵要求之一是在不影響驗證器集規模的情況下實現強大的效能。具體來說，HotShot 至少應該能擴展到包括所有以太坊驗證者（目前超過 70 萬）的參與。
Tiramisu
Tiramisu 是一個數據可用性解決方案，創新點在於有三個新穎的層；大多數 rollup 依賴 L1 區塊鏈（如以太坊）來提供數據，但是缺點是非常昂貴。
Tiramisu 的基礎層稱為 Savoiardi。這是一個抗賄賂層（類似於以太坊的 danksharding 提案），提供最高等級的安全性。然而，由於這項特性，它是三個層中對使用者最不友善的一層。為了解決這個問題，Espresso 在其解決方案中增加了兩層。
Mascarpone 是中間層，透過選舉一個小型的資料管理委員會來確保高效的資料復原。
Cocoa 被恰當地命名為整個系統的「頂層灑水」。 Cocoa 透過為 Tiramisu 提供內容交付網絡，幫助 Tiramisu 提供「Web2 級效能」。這有助於高效的資料恢復，並大大加快了資料傳播速度。鑑於該層本質上是中心化的，它完全是可選的，沒有它，Tiramisu 也能完美運作。它有助於加快數據可用性，而且可以輕鬆更改或刪除。
Espresso Systems 在設計其協議時考慮到了靈活性和模組化，使用其排序器的 rollup 設備如果不想使用 Tiramisu，也可以使用任何其他資料可用性解決方案。
Espresso Sequencer
是一個為以太坊上的第 2 層擴展解決方案分散交易排序的系統，去中心化的共享排序層。
Espresso Sequencer 圍繞單一去中心化的權益證明安全模型進行設計，該模型支援用於排序交易的共識協議和可實現進一步效能優勢的資料可用性機制。它還包含一個匯總合約系統，該系統註冊已提交的排序事務區塊，驗證其與共識協議和可用性證書的一致性，為部署到 Espresso Sequencer 的每個 zk-VM 註冊更新的狀態承諾，以及接收並驗證狀態更新的證據。
Espresso Sequencer 支持 L2 的去中心化。它處理匯總交易的去中心化排序和資料可用性，充當匯總及其底層 L1 平台之間的中間件。 Espresso Sequencer 被設計為一個可以部署任何 zk-VM 或樂觀 VM 的平台。最終，Espresso 還可以透過將 zk-VM 和樂觀 VM 同時複製到多個 L1 來充當互通層。
發展行程
- 2022/06/15 —- Espresso 開始在 Goerli 測試網路上使用 CAPE
- 2022/11/28 —- Espresso 發布 Espresso 測試網 1---Americano，首次公開發布 Espresso Sequencer
- 2023/07/20 —- Espresso Systems 與 Polygon zkEVM 推出共享 Doppio 測試網
- 2023/08/05 —- Espresso 向公眾開放 Doppio 測試網，並發布了 Espresso Sequencer 與 Polygon zkEVM 堆疊的端到端整合的演示。
- 2023/09/29 —- Espresso Systems 發布測試網 3---Cortado，無縫集成 OP Stack 匯總和 Polygon zkEVM 匯總，以實現去中心化、共享排序。
- 2024/01/26 —- Espresso Systems 發布測試網 4---Gibraltar，展示與 Arbitrum 技術堆疊的整合。並首次看到外部操作員運行 Espresso Sequencer 節點。 (此測試網版本也看到 Espresso Sequencer 支援四個匯總堆疊（Arbitrum、Cartesi、Optimism 和 Polygon zkEVM）以及與 Rollup 專案的多個合作。)
- 2024/02/03 —- Espresso 即將推出第五個測試網—Cappuccino，屆時將招募更多的，更多實體來運行 Espresso Sequencer 節點來進一步分散排序器。
- 2024/03/13 —- Espresso 正在創建一個共享排序市場，透過該市場，第 2 層鏈將區塊空間出售給共享提議者，包括以太坊主網 EVM 本身的提議者，他們通過滿足多個鏈上的使用者意圖創造剩餘價值。
- 2024/05/22 —- Espresso 發布測試網 5---Cappuccino，Espresso 已將 HotShot 最終層擴展到 Cappuccino 測試網路上的 100 個節點。該測試網還增加了對 Arbitrum 詐欺證明的支持。
生態系統
專案合作
- 2023/07/19 —- Espresso Systems 和 EigenLayer 宣佈建立生態系統合作夥伴關係，利用 Espresso Sequencer 網路上的重新抵押，透過 EigenLayer，Espresso Sequencer 將能夠存取以太坊的質押資本基礎和去中心化驗證器集，從而優化節點使用並提高資本效率。
- 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 Injective 合作，Injective 整合了 Espresso Sequencer，此次合作將從 Cascade 開始，Cascade 是 IBC 生態系統的第一個鏈間 Solana SVM 匯總，並展示了 Injective 對長期去中心化和可擴展性的承諾。 Cascade 目前處於公共測試網，允許開發人員首次在 Injective 和更廣泛的 IBC 生態系統上部署 Solana 合約。
- 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 AltLayer 將 Espresso Sequencer 引入 AltLayer Stack，透過 AltLayer 的去中心化驗證和 Espresso Sequencer 為開發人員提供更多加速去中心化的選擇。兩家公司將探索使用 AltLayer 平台建立的 Rollups 和 Espresso Sequencer 之間的整合。
- 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 Catalyst 合作提升互通性，Catalyst 成為第一個致力於 Espresso Sequencer 生態系統的應用程式。 Catalyst 是一個跨鏈 AMM 平台，專注於連接模組化區塊鏈。 Catalyst 致力於利用 Espresso Sequencer，為安全、無縫的交叉匯總互通性奠定了基礎。在接下來的幾個月中，Catalyst 計畫優先部署使用 Espresso Sequencer 的 Rollups。
- 2023/07/20 —- Espresso Systems 宣布計劃與 Spire 集成，Spire 是第 3 層匯總即服務產品，公開宣布計劃使用 Espresso Sequencer 進行排序和數據可用性。
- 2023/07/20 —- Espresso Systems 推出與 Polygon zkEVM 堆疊整合的測試網，測試網允許使用者將交易提交到 Polygon zkEVM 的分支，然後將交易路由到運行 Espresso HotShot 協定的節點並由其排序。
- 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 Caldera 將分散式定序引入 OP Stack，Espresso Systems 和 Caldera 將部署 optimistic rollup，使用 Espresso Sequencer 進行訂購和快速確認，並使用 Espresso 資料可用性 (DA) 進行儲存。 Caldera 將提供 OP Rollup 介面、網站託管、區塊瀏覽器和索引器。
- 2023/12/21 —- Espresso Systems 和 Offchain Labs 宣布合作將去中心化版本的 Timeboost 交易排序和 Espresso Sequencer 引入 Arbitrum 生態系統及其他領域。 Timeboost 是一項交易排序策略，最初由 Offchain Labs 開發，旨在保護用戶免於搶先交易並減輕最大可提取價值 (MEV) 的有害影響。
- 2024/01/26 —- Espresso Systems 和區塊鏈基礎設施供應商 Blockdaemon 合作，後者透過部署外部定序器節點來支援 Espresso Systems。其將管理位於歐洲和亞洲的 4 個定序節點。
- 目前合作的
- 2024/03/08 —- Espresso Systems 和 Across 合作，此次合作將讓 Across Protocol 利用 Espresso 的快速預確認功能，該預確認由 HotShot 共識協議保障，該協議在連續兩個區塊後達到最終結果。此整合將利用 HotShot 的共享安全性和快速最終性來在 Rollup 之間進行橋接。
專案團隊
- Ben Fisch —- Espresso Systems 的 CEO 以及共同創辦人，是耶魯大學電腦科學助理教授，在此之前，也是史丹佛大學的博士生，與 Dan Boneh 在應用密碼學研究小組一起工作。
- Charles Lu —- Espresso Systems 的 CEO 以及共同創辦人。他之前在幣安擔任幣安實驗室 (Binance Labs) 負責人，Charles Lu 曾就讀於史丹佛大學。
- Benedikt Bünz —- Espresso Systems 的共同創辦人兼首席科學家。是史丹佛大學 Dan Boneh 應用密碼學小組的博士生。主要關注加密貨幣的密碼學。
專案融資
Espresso 透過種子輪和 B 輪融資總募款金額達到 6,000 萬美金
- 2022 年 3 月 6 號，Espresso Systems 已籌集 3,200 萬美元資金，由 Greylock Partners 和 Electric Capital 領投，紅杉資本、Blockchain Capital 和 Slow Ventures 參與。 Espresso Systems 還包括主要行業參與者作為支持者，包括 Polychain Capital、Alameda Research、Coinbase Ventures、Gemini Frontier Fund、Paxos 和 Terraform Labs。
- 2024 年 3 月 21 號，Espresso Systems 公佈已完成由 A16zcrypto 領投的 2,800 萬美元 B 輪融資。 Espresso 指出，Polygon、Taiko、o1Labs、StarkWare、Offchain Labs 以及來自 30 多個生態系統項目的策略投資者加入了他們最近的 B 輪融資。
專案總結
排序器作為區塊鏈網路不可或缺的一個元件，交易排序已成為二層（L2）領域日益嚴重的問題。問題的解決方案是共享、去中心化排序器。共享排序器本質上是為 rollup 提供去中心化服務。除了解決審查、MEV 提取和有效性等問題外，共享排序器還引入了跨 rollup 的功能，開啟了各種新的可能性。
Espresso 作為一個中間件，主要提供共享排序的服務，透過共享排序市場和強大的最終性工具，為 Rollup 和以太坊生態系統帶來了新的統一性和高效性。透過公平的經濟誘因和排序收入分配，Espresso 不僅解決了當前 Rollup 碎片化的問題，也為未來的跨鏈操作和更廣泛的生態系統奠定了基礎，總之，需保持關注。
相關連結
官網： https://www.espressosys.com/
Medium： https://medium.com/@espressosys
Twitter： https://twitter.com/EspressoSys
Docs： https://docs.espressosys.com/sequencer
Hackmd： https://hackmd.io/@EspressoSystems
Espresso 測試網瀏覽器： https://be.cappuccino.testnet.espresso.network/
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