探讨Layer2排序器的原理、现状及未来发展

Layer2的主要收入来源是用户支付的Gas费,扣除向Layer1提交数据的成本后,几乎都是纯利润。粗略统计,2023年下半年OP Mainnet利润约523万美元,Arbitrum全年利润1650万美元,zkSync Era 3-12月利润2224万美元。

这些巨额利润与排序器的运作密切相关。那么,排序器是什么?它在Layer2中如何工作?中心化排序器面临哪些问题?未来又将如何发展?本文将深入探讨这些问题。

排序器的原理

排序器是Layer2中的关键角色,主要功能是接收用户交易并执行,然后将排序压缩后的批处理提交到Layer1。

可以将排序器比作公交车司机。用户无需自己开车进城(以太坊),只需支付一些服务费给司机,就能省钱省力到达目的地。司机会尽可能装满乘客才发车,并对乘客进行合理安排,使车内空间利用最大化。

谁可以运行排序器?

常见的方案有:

1. 中心化排序器:由Layer2团队或指定组织唯一运行,效率高成本低。

2. 完全无许可的排序器:任何人都可以排序并提交到Layer1。但会造成资源浪费,因为最终只有一个批处理被收录。

排序标准是什么?

通常有两种方式:

1. 先到先服务:先发出的交易先排序。

2. 按Gas费排序:支付更多Gas费的交易优先打包。

主流Layer2多采用第一种方式,但实际上排序器可以自行决定排序方式。

如何防止排序器作恶?

理论上排序器可能作恶,如撤销交易或插入恶意交易。Layer2采取不同约束措施:

• Optimistic Rollup使用欺诈证明,在争议期内验证排序器提交的数据。

• ZK Rollup采用有效性证明,实时验证批处理,通过后即在Layer1确认。

现状:中心化排序器引发的问题

目前主流Layer2都采用中心化排序器方案,由官方或附属组织运行。虽然效率高且有收益,但仍引发用户担忧:

1. 抗审查性弱:单一实体运行,可能因法规等原因剔除某些交易。

2. 弱活跃性:单点故障风险,如硬件过载可能导致系统宕机。

3. 获取不当MEV收益:排序器可能通过操纵交易顺序获取额外收益。

未来发展

主流Layer2已提出去中心化排序器方案,但目前仍在文档阶段。几种去中心化方案包括:

1. 地理去中心化:多个排序器分布在全球不同位置轮流工作。

2. 排序器拍卖:通过智能合约拍卖排序器运行权。

3. 领导者选举:从质押者中随机选择排序者。

4. Based Rollup:由以太坊验证者主导Layer2交易排序。

此外,共享排序器方案提出多个Layer2共用第三方排序器网络,可提高原子可组合性、防止MEV提取。

去中心化排序器和共享排序器虽能缓解部分问题,但也可能引发新的挑战。未来仍需进一步探索,以找到更合适的解决方案。