排序器的原理、现状及发展趋势

Layer2网络的主要收入来源是用户在进行交易时支付的Gas费。扣除向Layer1提交数据的成本后,剩余部分基本可视为纯利润。根据统计,2023年下半年OP Mainnet利润约为523万美元,Arbitrum全年利润达1650万美元,zkSync Era从3月至12月的利润为2224万美元。

这些巨额利润的背后与Layer2网络运行的排序器密切相关。那么,排序器究竟是什么?它在Layer2中扮演什么角色?中心化排序器面临哪些问题?未来又将如何演变?本文将深入探讨这些问题。

排序器的工作原理

排序器是Layer2中的关键角色,主要负责接收用户交易并执行,然后将排序和压缩后的批量交易提交到Layer1。

我们可以用公共交通系统来类比排序器的工作原理。在以太坊网络中,用户发起交易就像自己开车进城,高峰期容易堵车。而Layer2就像是以太坊的公交系统,排序器就是公交车司机。司机告诉乘客不用自己开车了,只要支付少量费用就能送到目的地,既省钱又省力。为了最大化利用车内空间,司机会尽可能装满乘客再发车,还会重新安排座位以提高效率。

谁可以运行排序器?

目前主要有几种方案:

1. 中心化排序器:由Layer2团队或指定机构单独运行,效率高成本低。

2. 完全无许可排序器:任何人都可以排序并提交交易到Layer1。但这种方式可能造成资源浪费,因为最终只有一个批次会被收录。

3. 其他去中心化方案:将在后面详细介绍。

排序标准是什么?

通常有两种排序方式:

1. 先到先得:类似先上车先占座。

2. 按Gas费排序:愿意支付更多Gas费的交易优先处理。

主流Layer2多采用第一种方式,但实际上排序器对排序方式没有硬性规定。

排序器能否作恶?如何防范?

理论上排序器可以作恶,例如撤销某些交易或夹带恶意交易。但Layer2网络都采取了防范措施:

• Optimistic Rollup采用欺诈证明,在争议期内如无人证明数据有误,则永久确认。

• ZK Rollup采用有效性证明,对每个批次实时验证,通过后立即在Layer1确认。

中心化排序器的问题

目前主流Layer2如OP Mainnet、Arbitrum One等都采用中心化排序器。虽然效率高且有利可图,但也引发了一些担忧:

1. 抗审查性弱:单一实体运行,容易受监管影响或人为干预。

2. 单点故障:一旦排序器过载或宕机,整个系统可能瘫痪。

3. MEV获取:排序器可能通过操纵交易顺序获取额外收益。

未来发展趋势

主流Layer2项目都意识到中心化排序器的问题,并提出了去中心化方案,但目前仍处于规划阶段。一些可能的方案包括:

1. 地理去中心化:在全球不同地点部署多个排序器。

2. 排序器拍卖:通过智能合约进行排序器运行权的竞拍。

3. 领导者选举:质押代币参与随机抽选。

4. Based Rollup:由以太坊验证者直接主导Layer2交易排序。

除了去中心化,共享排序器也是一种新趋势。多个Layer2共用第三方排序器网络,可提高互操作性并防止MEV提取。

结语

排序器在Layer2中扮演着至关重要的角色。虽然去中心化是大势所趋,但在实际应用中仍面临诸多挑战。未来如何在效率、安全和去中心化之间找到平衡,仍需进一步探索。相信随着技术的不断发展,这些问题终将得到合理解决。