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為什么 Based Rollup 需要預(yù)確認(rèn)（Preconfs）技術(shù)？

  • 2024年9月17日 22:25

作者：LindaBell來源：chainfeeds

2020年10月，Ethereum聯(lián)創(chuàng)Vitalik發(fā)布了「以Rollup為中心的Ethereum路線圖」。截止目前，我們已經(jīng)處于一個多Rollup生態(tài)系統(tǒng)中。雖然EthereumRollup路線圖帶來了改善用戶體驗(yàn)等顯著優(yōu)勢，但其也引發(fā)了一系列新挑戰(zhàn)。例如，開發(fā)者在面對多樣化Rollup生態(tài)時，常常需要應(yīng)對碎片化和決策困境。此外，中心化的排序器還帶來了交易審查和MEV利用等問題，導(dǎo)致部分用戶面臨不公平的成本或操作體驗(yàn)。

為了解決中心化排序器的問題，目前的主流方案包括共享排序器和BasedRollup。共享排序器雖然能為多個Layer2提供統(tǒng)一排序服務(wù)，但作為第三方，存在信任和激勵機(jī)制問題。BasedRollup通過依賴EthereumL1的提議者排序，提升了Decentralization程度，但其交易確認(rèn)時間依賴于EthereumL1的區(qū)塊時間（約12秒），無法實(shí)現(xiàn)快速確認(rèn)。預(yù)確認(rèn)的歷史淵源

預(yù)確認(rèn)（Preconfirmations，或稱「Preconfs」）可以被理解為「在正式確認(rèn)前提供可信的預(yù)告」。舉個簡單的例子，當(dāng)你打電話預(yù)約餐廳時，餐廳確認(rèn)了你的預(yù)約。這其實(shí)就是一種預(yù)確認(rèn)行為：你還沒到餐廳，但是你已經(jīng)得到了一個可信的承諾，確保在指定時間有位置吃飯，從而可以省去排隊(duì)的時間去做別的事情。

其實(shí)預(yù)確認(rèn)并不是一個新概念。早在Bitcoin發(fā)展初期，為了讓Bitcoin更易于使用，Bitcoin社區(qū)就提出了「0conf」的概念，指的是在Bitcoin網(wǎng)絡(luò)完全確認(rèn)交易之前，該交易就可以被視為有效，從而減少交易最終確認(rèn)的等待時間。2023年，UriKlarman將這一思路引入Ethereum，提出了「鏈?zhǔn)筋A(yù)確認(rèn)（ChainedPreconfirmations）」概念。其核心思想是，未來的預(yù)確認(rèn)者不僅可以預(yù)先確認(rèn)當(dāng)前的交易，還可以繼承之前所有預(yù)確認(rèn)者已經(jīng)做出的預(yù)確認(rèn)。隨后Primev進(jìn)一步探索了這一概念，提出了一種新型的競價機(jī)制「預(yù)確認(rèn)（pre-conf）」，讓區(qū)塊構(gòu)建者聯(lián)盟承諾在特定時段內(nèi)包含某筆交易的最有效方式，允許用戶參與預(yù)確認(rèn)競價。

（Primev 正在構(gòu)建mev-commit。mev-commit是一個專門用于協(xié)調(diào)MEV交易的Decentralization平臺，通過實(shí)時加密承諾和高效的執(zhí)行出價機(jī)制，幫助用戶和提供商確保交易的可靠性和速度，適用于需要快速確認(rèn)和執(zhí)行的復(fù)雜交易場景，如預(yù)確認(rèn)和其他高頻交易策略。）

JustinDrake則進(jìn)一步推動了這一概念的發(fā)展，提出了「Basedpreconfirmations」的理念。當(dāng)前L2多采用中心化排序器，其最大的優(yōu)勢是可以為用戶提供預(yù)確認(rèn)，這個確認(rèn)表示排序器已經(jīng)承諾將用戶交易包含在未來區(qū)塊中。不過，該確認(rèn)并非是一種最終性確認(rèn)，用戶仍可能會遇到交易被重新排序或取消的情況。而JustinDrake提出的「Basedpreconfirmations」機(jī)制，目標(biāo)是提供即時的預(yù)確認(rèn)的同時讓L1完成Decentralization排序（BasedRollup）。Basedpreconfirmations機(jī)制的提出與優(yōu)化

BasedRollup概念最早由Vitalik在2021年發(fā)布的文章「AnIncompleteGuidetoRollups」中提出。在這篇文章中，Vitalik引入了「TotalAnarchy」的概念，描述了一種完全Decentralization的環(huán)境，在這種環(huán)境中，任何人都可以隨時提交交易批次（batch），沒有任何限制。

2023年3月，JustinDrake發(fā)布了文章「Basedrollups—superpowersfromL1sequencing」，進(jìn)一步明確了BasedRollup的概念。當(dāng)Rollup的排序由L1驅(qū)動時，稱其為BasedRollup或L1排序的Rollup。在這種架構(gòu)下，Rollup區(qū)塊的生成和排序是通過L1上的提議者進(jìn)行的，L1的提議者可以與搜索者和構(gòu)建者合作，將Rollup區(qū)塊直接包含在L1區(qū)塊中。值得注意的是，默認(rèn)情況下，BasedRollup區(qū)塊由L2構(gòu)建者構(gòu)建。因此，BasedRollup并不會增加L1驗(yàn)證者的負(fù)擔(dān)。

通過將交易排序的責(zé)任轉(zhuǎn)移到L1，BasedRollup繼承了L1的安全性和活性，同時優(yōu)化了L2的性能。這種機(jī)制帶來了許多優(yōu)勢，例如可以減少L2的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)維成本。不過，也存在一些挑戰(zhàn)，比如大部分BasedRollup的MEV收益會流向L1。但這實(shí)際上并不構(gòu)成問題，因?yàn)橹行幕疪ollup的主要收入來源于L2交易費(fèi)用和MEV機(jī)會，前者是主要收入來源，后者則需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施和高昂的維護(hù)成本。BasedRollup保留了L2交易費(fèi)用這一主要收入來源，同時將提議者的角色外包給L1構(gòu)建者，從而減少了基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)維成本。另一個挑戰(zhàn)是BasedRollup無法實(shí)現(xiàn)交易的快速確認(rèn)。由于BasedRollup的交易確認(rèn)時間完全依賴于EthereumL1的區(qū)塊時間（目前約為12秒），這與中心化排序器提供的快速軟確認(rèn)形成了鮮明對比。

為了解決BasedRollup中交易確認(rèn)速度的問題，JustinDrake在2023年11月提出了「Basedpreconfirmations」，通過Slash執(zhí)行的方式為BasedRollup提供預(yù)確認(rèn)。在最初的設(shè)想中，JustinDrake提出了兩個關(guān)鍵前提，一個是L1提議者必須選擇加入額外的懲罰條件才能成為預(yù)確認(rèn)者（重質(zhì)押機(jī)制），另一個是L1提議者必須能夠強(qiáng)制將交易包含在鏈上（inclusionlists）。

隨后，JustinDrake對該設(shè)想進(jìn)行了優(yōu)化，允許Rollup使用EthereumL1進(jìn)行共享排序和預(yù)確認(rèn)，更簡單而無需硬分叉。在新的提案中，一部分驗(yàn)證者自愿成為排序者，不愿進(jìn)行排序的驗(yàn)證者則成為了「includers」，他們可以包含交易但不對其排序。而排序者可以重新排序includers的交易，甚至在其中插入更多的交易。用戶可以選擇兩種方式來提交交易：一是將交易發(fā)送至備用內(nèi)存池，支付少量費(fèi)用讓includers包含其交易；二是與下一個排序者溝通，支付更高的預(yù)確認(rèn)費(fèi)用以請求預(yù)確認(rèn)。如果排序者未能在指定的slots內(nèi)結(jié)算交易，includers仍然能夠處理這些交易。

與最初的提案相比，優(yōu)化方案直接利用EthereumL1的經(jīng)濟(jì)安全性，允許L1提議者自愿成為排序者，而無需額外的懲罰措施，減少了對額外的基礎(chǔ)設(shè)施的依賴。

為了提升效率，Taiko引入了預(yù)確認(rèn)機(jī)制。提議者可以在正式提交區(qū)塊之前向網(wǎng)絡(luò)中的其他參與者發(fā)布預(yù)確認(rèn)信息，告知哪些交易將包含在即將生成的區(qū)塊中。此外，提議者還可以定期向區(qū)塊構(gòu)建者發(fā)布按順序排列的小批次預(yù)確認(rèn)，而構(gòu)建者可以選擇將這些已經(jīng)獲得預(yù)確認(rèn)的交易分批次發(fā)布至L1，而不是一次性發(fā)布一個大的數(shù)據(jù)塊，從而降低數(shù)據(jù)發(fā)布的成本。

此外，在Decentralization提議者系統(tǒng)中，可能會出現(xiàn)多個提議者同時嘗試提交包含相同交易的區(qū)塊的情況。如果遇到這種情況，其中只有一個區(qū)塊會被L1接受，而其他區(qū)塊會被回滾，而失敗的提議者則會損失區(qū)塊費(fèi)用。為了避免這種潛在的沖突，Taiko引入了領(lǐng)導(dǎo)者選舉機(jī)制。在任何給定時間內(nèi)，只有一個提議者被推舉為領(lǐng)導(dǎo)者，擁有最終確認(rèn)區(qū)塊的獨(dú)占權(quán)。這樣可以確保由領(lǐng)導(dǎo)者創(chuàng)建的區(qū)塊被添加到Blockchain中，而其他提議者的區(qū)塊則會被棄用，從而防止多個沖突區(qū)塊的出現(xiàn)，并避免失敗的提議者損失提交區(qū)塊的費(fèi)用。PufferUniFi：致力于重塑Decentralization應(yīng)用鏈生態(tài)

PufferFinance也推出了基于預(yù)確認(rèn)機(jī)制的PufferUniFi解決方案。作為BasedRollup，UniFi上的交易排序外包給了EthereumL1，而PufferUniFi的預(yù)確認(rèn)機(jī)制則是通過Puffer的原生重質(zhì)押驗(yàn)證者來實(shí)現(xiàn)的。

此外，為了簡化用戶體驗(yàn)，及更好的協(xié)調(diào)預(yù)確認(rèn)請求，研究人員還在探索引入預(yù)確認(rèn)網(wǎng)關(guān)，以將預(yù)確認(rèn)的復(fù)雜性從用戶中抽象出來。通過網(wǎng)關(guān)，提議者可以將他們的預(yù)確認(rèn)權(quán)利委托給網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)，如與用戶通信、保持完整Node的正常運(yùn)行時間等。值得關(guān)注的預(yù)確認(rèn)Gateway項(xiàng)目包括 Aestus、Titan和 UltraSound。

面對當(dāng)前Rollup生態(tài)中的流動性割裂問題，BasedRollup被廣泛視為一種有效的潛在解決方案。例如，CinneamhainVentures合伙人AdamCochran就曾發(fā)布推特稱，BasedRollups是解決EthereumLayer2經(jīng)濟(jì)問題的潛在方案。而預(yù)確認(rèn)則在提升BasedRollup的用戶體驗(yàn)方面起著至關(guān)重要的作用。隨著一些主要協(xié)議逐步取得積極進(jìn)展，我們也將持續(xù)關(guān)注這一領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

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