Principais pontos a serem destacados:

• Rollup é uma tecnologia que transfere a tarefa de sequenciamento de transações da cadeia principal do Ethereum (Camada 1) para a Camada 2, onde as transações são executadas. Essas transações são então liquidadas e validadas na Camada 1, herdando as principais forças do Ethereum de segurança e descentralização, ao mesmo tempo que impulsionam significativamente o desempenho na Camada 2.
• Taiko, um zkEVM Tipo-1, introduz dois frameworks inovadores - Based Contestable Rollup (BCR) e Based Booster Rollup (BBR) - que ampliam consideravelmente os benefícios técnicos do Based Rollup. BCR melhora a segurança da rede através de um sistema de multi-provas e mecanismos de resolução de disputas, enquanto que BBR melhora a escalabilidade através do uso de shardings para execução de transações e armazenamento de dados.
• Puffer UniFi, um protocolo de re-staking construído na Eigenlayer, alcança sequenciamento de transações baseado na Camada 1, pré-confirmação e operações Rollup entre cadeias, simplificando o desenvolvimento de cadeias dedicadas. Estas inovações superam algumas das limitações tradicionais do Based Rollup, garantindo que o valor seja devolvido à camada fundamental do Ethereum.
• Embora o Based Rollup ainda esteja em estágios iniciais e enfrente desafios técnicos, bem como concorrência de outros métodos de sequenciamento, suas vantagens em segurança, descentralização e simplicidade o posicionam como uma direção promissora para o futuro desenvolvimento da tecnologia Rollup. Ele tem o potencial de abrir caminho para uma abordagem mais descentralizada e inovadora no design Rollup.

Como solução técnica que integra a funcionalidade de sequenciamento de transações do L2 no L1, o Based Rollup foi rapidamente adotado por protocolos como Taiko e Puffer Finance desde a sua proposta pelo pesquisador da Fundação Ethereum, Justin Drake, em março de 2023 e continua a evoluir. Este artigo fornece uma análise aprofundada sobre a sua mecânica, vantagens únicas e desafios atuais, enquanto explora o seu potencial para moldar o futuro da tecnologia blockchain.

A Origem e Mecânica da Tecnologia Based Rollup

Antecedentes: Layer 2, Rollup e Sequencers

A comunidade blockchain aprendeu através da experiência que escalar o Ethereum sem comprometer sua segurança e descentralização é difícil. Os desenvolvedores concordam que mover a execução de transações para a Camada 2 (L2) aliviará a cadeia principal (Camada 1) das altas demandas de throughput de transações. A tecnologia Rollup está no centro dessa solução.

Em termos simples, Rollup consiste em um conjunto de contratos inteligentes na Camada 1 e nós de rede na Camada 2. A Camada 2 lida com a execução da transação, enquanto a Camada 1 é responsável pelo acordo, consenso e verificação de dados, garantindo a segurança das transações. Essa abordagem reduz significativamente a carga na cadeia principal do Ethereum, transferindo muitas transações para a Camada 2, reduzindo as taxas de transação e abrindo caminho para uma adoção mais ampla da tecnologia blockchain.

Os rollups geralmente se enquadram em duas categorias: ZK Rollup e Optimistic Rollup.

ZK Rollup verifica transações fora da cadeia usando provas de conhecimento zero, oferecendo alta segurança e privacidade, mas requer implantação complexa e recursos de hardware significativos. Em contraste, Optimistic Rollup adota uma abordagem mais otimista, exigindo apenas prova de fraude quando surgem disputas. Isso torna o Optimistic Rollup mais econômico e eficiente na verificação, mas estende os tempos de resolução de disputas e retiradas.

Num sistema Rollup, o sequenciador é um componente crucial dos nodos da rede da Camada 2, responsável por receber pedidos de transação, determinar a sua ordem de execução, agrupá-los e passá-los para contratos inteligentes da Camada 1. O sequenciador desempenha um papel fundamental na melhoria da eficiência de processamento de transações e na experiência do utilizador.

Por exemplo, no Arbitrum, que utiliza o Optimistic Rollup, as transações são sequenciadas pelo sequenciador com base no critério de Primeiro a Chegar, Primeiro a Servir (FCFS). Uma vez que o sequenciador confirma a ordem, escreve as transações em blocos na Camada 1 (Ethereum mainnet) e fornece imediatamente uma “pré-confirmação” na Camada 2, permitindo aos utilizadores saber que a sua transação está completa na Camada 2 antes de ser finalizada na Camada 1.

No entanto, se o sequenciador falhar ou cair antes de concluir este processo, a transação do usuário permanece na Camada 2 e não é concluída na Camada 1. Este cenário revela riscos potenciais, como atrasos e tempo de inatividade das transações, que de fato ocorreram.

Este design de sequenciador centralizado enfraquece o controle do Ethereum sobre a Camada 2 no nível de liquidação, potencialmente levando a problemas como censura, erros, extração de MEV, frente à concorrência, fragmentação de tráfego e até mesmo desligamentos forçados (como visto em Linea e Blase devido a roubo de ativos), o que poderia minar a estabilidade e segurança de todo o sistema Rollup.

Em resumo, a centralização dos sequenciadores tornou-se uma preocupação significativa dentro da indústria devido ao poder excessivo que lhes confere.

A Descoberta Técnica do Based Rollup

A ideia de ter a cadeia principal do Ethereum a lidar com a sequenciação remonta ao fundador do Ethereum, Vitalik Buterin, no início de 2021. Ele imaginou uma solução de blockchain altamente flexível e escalável, que ele chamou de "Total Anarchy" Rollup, onde qualquer um poderia dimensionar transações sem restrições.

Vitalik, juntamente com Justin Drake, que mais tarde propôs o Based Rollup, sugeriu alcançar esse objetivo por meio do conceito inovador de Separação de Proposer-Builder (PBS). Nessa estrutura, o papel do proponente de bloco muda fundamentalmente; em vez de maximizar a receita do bloco de forma independente, os proponentes dependem de um mecanismo de mercado em que vários participantes enviam Conjuntos (ou blocos Rollup no caso da Camada 2) para o proponente. O proponente então seleciona o Conjunto com a maior taxa para envio. Esse processo é semelhante ao mecanismo de Mempool no nível do bloco, limitando a autonomia do proponente e impedindo uma busca descontrolada por transações ótimas em toda a rede. Em vez disso, os proponentes selecionam blocos predefinidos de um pool de recursos.

Este mecanismo é inspirado em estratégias de gestão de tráfego urbano, onde as áreas de operação de táxis são restritas para garantir que os prestadores de serviços (proponentes) concorram dentro de uma faixa específica (mercado). Isso reduz as ineficiências causadas pela competição desorganizada, como negligenciar corridas de longa distância e baixo valor, e ajuda a transferir o poder de tomada de decisão de construção de blocos da Camada 2 para a cadeia principal, levando a um processo de produção de blocos mais centralizado e ordenado.

Atualmente, a maioria das soluções Rollup ainda são "treinamento", o que significa que ainda não alcançaram a minimização de confiança ou total ausência de confiança. Para abordar os gargalos de eficiência e problemas de confiança na sequenciação, verificação e execução nas soluções Rollup existentes, muitos têm proposto alternativas.

Rollkit sovereign Rollups, por exemplo, introduziu a 'regra de escolha de fork puro', que enfatiza a resolução de problemas de precificação de recursos ou de vetores de negação de serviço (DOS) na camada de execução. Por exemplo, se um pacote contém um loop infinito (como while(true)) e consome a quantidade máxima de gás, o Rollkit sovereign Rollups adotaria medidas como queimar gás para lidar com isso.

Até a Opside propôs uma solução nativa antecipada, sugerindo melhorias para o PoS da Ethereum, permitindo que o IDE de staking se torne validadores. Esses validadores atuariam como sequenciadores e provadores na Camada 3, com sequenciadores propondo blocos e provadores gerando provas zk para validá-los. O primeiro provador a enviar uma prova válida receberia a recompensa do bloco.

O investigador da Ethereum Foundation, Justin Drake, é creditado com a proposta formal de ter a cadeia principal L1 a lidar com a sequenciação. Num post no blog de março de 2023 (embora o conceito possa ter sido introduzido anteriormente), ele articulou pela primeira vez o protótipo do Based Rollup.

“Um rollup é dito ser baseado, ou sequenciado em L1, quando o seu sequenciamento é conduzido pela base L1. Mais concretamente, um rollup baseado é aquele em que o próximo proponente L1 pode, em colaboração com os pesquisadores e construtores L1, incluir sem permissão o próximo bloco rollup como parte do próximo bloco L1.”

Esta ideia tem como objetivo superar as limitações dos Rollups existentes, terceirizando os direitos de sequenciamento para os validadores do Ethereum L1. Devido à sua relação próxima com a Camada 1, Justin chamou-a de Rollups Baseados ou Rollups sequenciados por L1.

Este design permite que os proponentes L1 colaborem com os pesquisadores e construtores L2 sem precisar de permissão, incluindo diretamente blocos Rollup em blocos L1. Ao fazer isso, o Based Rollup centraliza os direitos de sequenciamento e minimiza a confiança, pois todas as operações de sequenciamento são realizadas pelos validadores Ethereum L1, que já passaram por uma triagem rigorosa e verificação de confiança.

Quando Justin Drake introduziu o conceito de Based Rollup, ele também propôs uma ideia inovadora: reutilizar os validadores do Ethereum para validar as transações do Rollup. A ideia é que, com o aumento do número de Rollups (incluindo Rollups de propósito geral e específicos de aplicação), há a necessidade de uma solução universal para validar essas transações. Ao aproveitar o pool de validadores existente do Ethereum, o Based Rollup pode reduzir significativamente os custos de validação e melhorar a eficiência da validação.

À medida que as soluções Based Rollup têm sido recentemente adotadas por protocolos como Taiko e Puffer Finance, Vitalik, Justin e outros têm elaborado ainda mais sobre o potencial dessa tecnologia, atraindo alguma atenção do mercado.

Claro, em comparação com outras soluções de escalonamento, o Based Rollup ainda está em estágio exploratório inicial. Nas seções a seguir, discutiremos seus detalhes técnicos e cenários de aplicação.

Análise da Tecnologia Based Rollup

A tecnologia Based Rollup centra-se na publicação das alterações de estado das transações após a sequenciação para a Layer 1 (L1), permitindo a extração de MEV (Valor Extraível Máximo) da Layer 2 (L2). Esta abordagem aproveita a Ethereum L1 para lidar com todas as necessidades de sequenciação e segurança.

Princípios Técnicos

Os Rollups Baseados simplificam o processo de sequenciamento típico, transferindo a tarefa para nós em L1 (como a Ethereum mainnet). Esses nós, incluindo pesquisadores ou participantes em L1, podem enviar dados de transação dos Rollups Baseados para produtores de blocos em L1 sem permissão. Pesquisadores e construtores (potencialmente incentivados pelo Rollup Baseado ou por terceiros) são responsáveis por integrar os dados de transação do Rollup em blocos e enviá-los.

Ao delegar responsabilidades de sequenciamento aos produtores de blocos L1, o design do Based Rollup torna-se mais simplificado, permitindo que o L2 se concentre exclusivamente na eficiência de execução. Isso também permite que o Based Rollup herde as propriedades de descentralização do L1, ao mesmo tempo que se integra de perto com o modelo econômico do L1, onde as taxas de transação são pagas diretamente aos nós L1 (como validadores do Ethereum).

Em essência, o consenso, a publicação de dados e as camadas de liquidação do Based Rollup são todos baseados no Ethereum, enquanto apenas a camada de execução é construída na rede Rollup, gerenciando especificamente a execução de transações e atualizações de estado.

Processo operacional

A operação do Based Rollup envolve coletores de L2 que coletam transações em pacotes e as enviam para os proponentes de blocos de L2, que então constroem blocos de L2. Por fim, os coletores de L1 incluem esses blocos de L2 nos blocos de L1, completando o processo de sequenciamento e registro.

• Os pesquisadores L2 reúnem transações: os pesquisadores L2 compilam transações L2 em pacotes e enviam-nas aos proponentes de bloco L2.
• Construção do bloco L2: os proponentes do bloco L2 usam esses pacotes para construir um bloco L2.
• L1 inclui blocos L2: os pesquisadores de L1 incorporam então esses blocos L2 (ou seus pacotes) nos blocos L1, finalizando o processo de sequenciamento e registro.

Vantagens e Desafios do Based Rollup

Vantagens do Based Rollup

A principal vantagem do Based Rollup é sua capacidade de transferir as responsabilidades de sequenciamento de transações para L1, herdando assim a descentralização e vitalidade plenas do Ethereum, ao mesmo tempo em que melhora significativamente o desempenho do L2. Essa abordagem simplifica a tecnologia, reduz a latência e diminui os custos operacionais sem medidas de segurança adicionais.

Economicamente, os mineiros de L1 beneficiam ao participar na sequenciação de transações de L2, o que melhora a saúde geral da rede e a segurança econômica.

As vantagens específicas incluem:

1. Liveness: O Based Rollup pode evitar interrupções de rede ou problemas de censura comumente observados em Rollups tradicionais devido a falhas do sequenciador. Isso garante transações rápidas e eficientes sem a necessidade de mecanismos de fallback.
2. Descentralização: Ao alavancar a infraestrutura existente de pesquisadores L1, construtores e produtores de blocos, o Based Rollup mantém um alto grau de descentralização, em conformidade com os princípios abertos e transparentes do Web3.
3. Simplicidade: O Rollup Baseado na Ethereum herda a segurança e a descentralização da Ethereum L1 ao reutilizar sua pilha de validadores subjacente e a infraestrutura de Separação de Propositor-Construtor (PBS), eliminando a necessidade de sistemas sequenciais proprietários da L2 ou mecanismos de consenso externos, reduzindo assim a complexidade e os riscos de segurança.
4. Eficiência de custo: Com L1 lidando com sequenciamento, o processamento de transações L2 e a confirmação se tornam mais eficientes, sem a necessidade de infraestrutura complexa e consumo de energia para lidar e verificar transações L2 como no Optimistic Rollup e ZK Rollup, especialmente em ambientes de alta transação.
5. Incentivos Econômicos Alinhados: O fluxo de MEV vai para L1, fortalecendo a segurança econômica e reforçando o valor do Ethereum como uma camada de liquidação. Enquanto isso, L2 ainda pode gerar receita com taxas de congestionamento, mantendo um grau de autonomia econômica.
6. Soberania: Embora o sequenciamento dependa do L1, o Based Rollup mantém o controle sobre tokens de governança, coleta de taxas e o uso autônomo das receitas, garantindo seu papel independente dentro do ecossistema. O L1 também garante que o valor flua de volta para fortalecer a soberania de sua camada fundamental, mitigando os riscos de fragmentação e ineficiência causados pelas operações independentes do L2.

Desafios da Based Rollup

Mecanismos Inerentes e Limitações Técnicas

Embora o Base Rollup ofereça benefícios significativos, ele também possui limitações técnicas e operacionais notáveis que podem dificultar sua adoção mais ampla:

1. Restrições de receita e perda de MEV: Como a sequenciação depende de L1, a maior parte da receita de MEV é direcionada para os validadores de L1, limitando as fontes de receita do Based Rollup. Isso poderia levantar preocupações sobre a sustentabilidade e lucratividade dos projetos, razão pela qual muitos projetos L2 e RaaS hesitaram em seguir este modelo devido a possíveis desvantagens financeiras.
2. Flexibilidade de Sequenciamento Reduzida: Delegar o sequenciamento para L1 reduz a flexibilidade no sequenciamento de transações, impactando estratégias como Primeiro a Chegar, Primeiro a Servir (FCFS). Adicionar soluções técnicas para lidar com este problema aumenta a complexidade do protocolo. Além disso, o sequenciamento L1 pode priorizar os lucros dos mineradores sobre os melhores interesses dos utilizadores do Based Rollup.
3. Confirmação de transação atrasada: Teoricamente, a confirmação de transação do Based Rollup está ligada ao tempo de bloco do L1 (atualmente 12 segundos no Ethereum), o que pode não atender às expectativas dos usuários em termos de imediatismo. Embora os mecanismos de re-estaca possam oferecer pré-confirmação, essas soluções ainda são imaturas e não amplamente adotadas. Por exemplo, a implementação original do Arbitrum e a primeira testnet pública (Ropsten L2) usaram esse design de sequenciamento nativo do Rollup, mas o sequenciador centralizado do L2 posteriormente o substituiu para atender à demanda por transações mais rápidas. Reverter para o método original pode ser visto como um retrocesso.
4. Potenciais Problemas de Descentralização: Embora o Based Rollup beneficie da descentralização do L1, o mecanismo de leilão para os direitos de bloco projetado para capturar o MEV poderia aumentar a barreira de entrada para a participação do L1 e adicionar complexidade.
5. Desafios de atribuição de funções: Muitas discussões têm negligenciado os desafios práticos de reatribuir funções após a substituição do design original do sequenciador pelo Based Rollup. Embora o MEV fluindo para L1 forneça incentivos econômicos para os validadores, a integração da validação do Rollup no protocolo Ethereum, o estabelecimento de uma distribuição justa de lucros do MEV e a gestão de problemas de congestionamento ou consenso provenientes de múltiplos pesquisadores enviando transações simultaneamente permanecem não resolvidos. Projetos como o Taiko têm progredido no enfrentamento desses desafios, que serão discutidos posteriormente.

Pressão da Concorrência Externa

O Rollup baseado também enfrenta pressão competitiva de outras soluções de sequenciamento otimizadas. Além da abordagem do Rollup baseado de descartar os sequenciadores da L2, existem muitas alternativas inovadoras e amigáveis ao usuário:

Primeiro, pequenas modificações nos mecanismos de prova ou métodos de verificação, como o algoritmo de consenso PoE da Polygon, descentralizam a sequenciação na camada de rede Rollup.

Em segundo lugar, arquiteturas de sequenciadores descentralizados independentes, como o Metis, usam um pool de sequenciadores composto por vários nós, empregando rotação aleatória, staking, consenso PoS para gerenciar chaves de várias assinaturas e amostragem de validador para obter sequenciamento descentralizado. Por outro lado, a Espresso oferece middleware sequenciador modular, fornecendo um serviço de sequenciamento compartilhado para L2. O SUAVE da Flashbots introduz uma cadeia compatível com EVM dedicada ao sequenciamento de transações via "licitação" em bloco.

Outro exemplo é SQUAD, desenvolvido pela Eigenlayer e AltLayer. O SQUAD é projetado como uma rede aberta para qualquer operador de Serviços Validados Ativamente (AVS) da EigenLayer, exigindo apostas mínimas de LST ou mecanismos de apostas delegadas para registrar solicitações de sequenciamento de Rollups e combiná-las com sequenciadores.

Como nota adicional, há algum debate no mercado sugerindo uma competição entre AVS e Based Rollup, mas na realidade, eles não competem diretamente. Based Rollup foca principalmente em métodos de proposta de bloco, enquanto AVS oferece segurança baseada em PoS ou em outros consensos para DApps que não podem ser implantados diretamente no Ethereum. Não há conflito técnico entre os dois, e desenvolvimentos recentes como o restake da Eigenlayer combinado com o sequenciador descentralizado do Espresso poderiam promover a adoção do Based Rollup, capacitando validadores L1 a participar de operações de sequenciamento. No final, a escolha de usar validadores L1 como sequenciadores cabe a projetos como o Espresso, não à Eigenlayer.

Em conclusão, mudar o papel do sequenciamento de transações de L2 para L1 não resolve todos os desafios e pode introduzir novos. Embora soluções como o protocolo de re-staking da Eigenlayer e as provas de conhecimento zero (ZKPs) possam abordar algumas das limitações inerentes do Based Rollup, uma solução totalmente desenvolvida ainda não emergiu. Por outro lado, sequenciadores compartilhados em desenvolvimento por projetos como o Eigenlayer estão ganhando força devido à sua flexibilidade e facilidade de implementação, colocando uma concorrência significativa para o Rollup Baseado . Isso sugere que o Pacote cumulativo baseado pode precisar se adaptar integrando outras tecnologias para melhor se adequar aos cenários de aplicativos.

Casos de uso Baseados em Rollup

O conceito de Based Rollup existe há pouco mais de um ano, representando uma abordagem renovada a uma ideia antiga. Como resultado, a teoria e os detalhes de implementação ainda estão sendo aprimorados, e apenas alguns projetos estão atualmente sendo construídos com base em Based Rollup. Abaixo, compartilharemos três exemplos práticos de como essa tecnologia está sendo utilizada.

Taiko: A primeira camada 2 a explorar profundamente e implementar o Rollup baseado

Taiko é uma Camada 2 (L2) que alavanca a tecnologia ZK Rollup e desenvolveu um zkEVM do Tipo-1. Este zkEVM fornece os mesmos opcodes e funcionalidades do Ethereum, garantindo uma alta compatibilidade com o ecossistema Ethereum existente.

Pouco depois de introduzir o conceito de Based Rollup, Taiko se posicionou como um Based Rollup, priorizando a equivalência Ethereum em relação à velocidade/custo de geração de provas ZK. Com várias inovações técnicas, Taiko se descreve como um Rollup altamente configurável, totalmente open-source e sem permissões, que está ao nível do Ethereum.

Arquitetura Técnica

Num post de blog de 2022, a Taiko delineou seus três principais componentes: o ZK-EVM (para geração de prova), o Nó de Rollup L2 da Taiko (para gerenciar a cadeia de Rollup) e o Protocolo Taiko (que conecta esses dois componentes para verificar o protocolo de Rollup).

1. ZK-EVM: Espelho Ethereum

Função: O ZK-EVM é o motor de computação central do Taiko, responsável por gerar provas para garantir a precisão das computações do EVM (Máquina Virtual Ethereum) no Rollup. Ele implementa um ZK-EVM que suporta todos os opcodes Ethereum e verifica todas as computações na cadeia Rollup por meio de provas de validade.

Recursos: A ZK-EVM mantém uma perfeita equivalência com a EVM do Ethereum, permitindo que os desenvolvedores migrem e implantem facilmente os contratos inteligentes existentes e os dApps do Ethereum sem alterações de código. Isso significa que todas as ferramentas do Ethereum e do Solidity podem funcionar perfeitamente com o Taiko, garantindo continuidade e eficiência no processo de desenvolvimento.

2. Nó de Rollup Taiko L2: Execução Eficiente, Verificação Segura

Função: O Nó Taiko L2 Rollup gerencia a cadeia Rollup, recuperando dados de transação do Ethereum e executando essas transações no L2. É baseado em uma versão forked do Geth do Ethereum, usando o mesmo algoritmo de hash, esquema de assinatura e estrutura de dados do Ethereum para garantir compatibilidade e interoperabilidade.

Recursos: Estes nós gerenciam o estado da cadeia Rollup e garantem a determinismo e finalidade das transações. Através da geração de prova paralela e mecanismos de verificação descentralizados, o Nó Rollup L2 Taiko fornece processamento eficiente e seguro de transações.

3. Protocolo Taiko: Integração Perfeita

Função: O Protocolo Taiko conecta a ZK-EVM e o Nó de Rollup Taiko L2, definindo e fazendo cumprir regras de Rollup e qualificações de participantes, garantindo a segurança, descentralização e natureza sem permissão da rede.

Recursos: Este protocolo consiste em contratos inteligentes implantados no Ethereum, que funcionam como mecanismo de disponibilidade de dados e verificador de provas ZK-SNARK. Os contratos inteligentes no Taiko L2 lidam com funções-chave do protocolo. O Protocolo Taiko garante que todos os blocos propostos sejam determinísticos e possam ser comprovados em paralelo, melhorando a velocidade e eficiência no processamento de transações.

Em resumo, Taiko alcança equivalência, compatibilidade e escalabilidade com o Ethereum através da operação coordenada desses três principais componentes. Ele permite a migração e implantação contínuas de contratos inteligentes e dApps existentes do Ethereum e fornece serviços eficientes e seguros de processamento de transações.

Inovações Chave

As inovações significativas da Taiko incluem o framework BCR (Based Contestable Rollup) e o framework BBR (Based Booster Rollup), ambos os quais melhoram significativamente as vantagens técnicas do Based Rollup. Essas inovações são discutidas em detalhe abaixo.

BCR (Base Contestable Rollup): Agregação Contestável

BCR é construído em um sistema multi-prova, incorporando a resolução de disputas (similar aos sistemas à prova de fraude) no processo de verificação de transação. Múltiplas camadas de competição garantem a geração e verificação descentralizadas, melhorando a segurança da rede.

Fluxo de trabalho
Neste sistema, qualquer pessoa pode tornar-se um proponente, sugerindo um plano de construção de bloco e fornecendo provas de conhecimento zero para garantir a precisão da transação e a proteção da privacidade. Se os validadores questionarem os resultados da transição de estado de um bloco específico, podem iniciar uma prova de desafio de alto nível, tentando corrigir o estado do bloco L2 e tomar decisões entre caminhos corretos e incorretos.

Muitos estudos têm ignorado como o BCR lida com a competição maliciosa ou precipitada neste processo. Na realidade, o BCR introduz suas próprias janelas de prova e de resfriamento, com provas de nível mais alto tendo validade e margens de disputa significativamente maiores do que provas de nível inferior. Este aumento acentuado de custos efetivamente dissuade desafios imprudentes ou maliciosos.

Resumidamente, qualquer pessoa pode se tornar um proponente e enviar blocos e provas de conhecimento zero, e os validadores podem desafiar os resultados enviando provas de desafio. Desafios contínuos de verificação aumentam significativamente a segurança da rede, garantindo a justiça e a credibilidade de cada bloco.

Recursos
Taiko enfatiza flexibilidade e segurança em seu design, ao mesmo tempo em que equilibra os custos econômicos.

• Sistema de múltiplas provas

O sistema multi-provas da Taiko permite que cada nível utilize o seu próprio sistema de provas. Ao combinar vários sub-provadores para criar um provador composto mais confiável, os custos aumentam, mas a segurança é significativamente reforçada. Este sistema pode estratificar verticalmente e integrar horizontalmente vários sub-verificadores.

• Disponibilidade do Provedor

O Taiko implementa a alocação dinâmica de níveis, atribuindo aleatoriamente o nível mínimo necessário para cada novo bloco, com a probabilidade de um bloco ser atribuído a um nível mais alto inversamente proporcional ao seu nível. Quando enfrentam ataques intensivos em capital, os nós da comunidade podem resistir coletivamente a provas inválidas através de margens de disputa, mantendo a estabilidade do sistema.

• Ajustes dinâmicos de configuração

O design do Taiko é altamente adaptável, permitindo que o sistema ajuste dinamicamente os requisitos de prova de blocos com base em mudanças nos custos de prova de alto nível. Essa flexibilidade permite que o sistema faça uma transição gradual de provas OP para provas ZK, otimizando a segurança e os incentivos econômicos.

• Compromissos entre custo e segurança

Embora o ZK-Rollup seja seguro, seus custos podem desafiar as cadeias de alto volume de transações. O Rollup de disputa da Taiko funciona como uma ponte, permitindo que as cadeias de aplicativos comecem com configurações de custo efetivo e melhorem gradualmente a segurança, integrando-se perfeitamente às arquiteturas existentes.

• provas de guardião

Os provadores guardiões atuam como uma rede de segurança para os provadores de alto nível durante as fases iniciais do sistema, lidando com erros no sistema de provas. À medida que o sistema amadurece, o seu papel diminui, fornecendo uma camada de segurança crítica nas fases iniciais sem interferir na sequência de transações.

BBR (Based Booster Rollup): Escalonamento com um Boost

BBR marca um passo significativo em frente após a introdução de BCR. Esta é um método de escalonamento nativo L1 pronto a usar que permite a execução de transações e a fragmentação de armazenamento. Imagine como adicionar energia extra de CPU/SSD ao laptop de um programador — uma vez que uma dApp é implantada, ela pode escalar automaticamente e rapidamente em todos os L2s necessários.

Como Funciona

Aqui está uma descrição detalhada dos principais detalhes de implementação:

• Precompilações L1CALL e L1DELEGATECALL:
• L1CALL permite que L2 leia e escreva diretamente o estado L1.
• L1DELEGATECALL permite que os contratos inteligentes L1 funcionem no L2 enquanto usam o estado L2 para todas as operações de armazenamento.
• Coprocessador ZK-EVM:
• Usando uma Máquina Virtual Ethereum de Conhecimento Zero (ZK-EVM) como coprocessador, as cargas de trabalho de contratos inteligentes L1 podem ser transferidas para L2, enquanto todos os estados permanecem em L1.
• Apenas a prova de ZK precisa de verificação no L1, com atualizações do estado final aplicadas lá.

Principais características

• Descentralização e alinhamento Ethereum:

BBR herda a descentralização e simplicidade do L1, evitando os riscos de introduzir sequenciadores centralizados ou semi-centralizados.

Escalonamento Automático: Implemente uma dApp apenas uma vez no L1 e ela será dimensionada automaticamente em todos os L2s sem configuração adicional.

• Execução eficiente de transações e fragmentação de armazenamento:

O BBR melhora a escalabilidade da cadeia com uma estrutura de camada dupla que fragmenta a execução e o armazenamento de transações.

• Coprocessador ZK-EVM:

BBR atua como um coprocessador ZK-EVM, descarregando a carga de trabalho do contrato inteligente L1 para L2, mantendo todo o estado em L1.

• Fragmentação Reduzida:

Ao permitir transações atômicas de cross-rollup em todos os L2s, BBR aborda os problemas atuais de fragmentação enfrentados pelos Rollups.

Limitações

A documentação oficial também reconhece abertamente as limitações do framework BBR, resumidas da seguinte forma:

1. Limites de Implantação de Contratos: Com BBR, os contratos só podem ser implantados na L1. As L2s podem herdar contratos inteligentes da L1, mas não podem implantar novos contratos de forma independente, o que restringe a capacidade da L2 de escalar por conta própria.
2. Estrangulamento da Expansão de Dados Compartilhados: BBR depende muito dos dados compartilhados do L1, limitando a expansão da disponibilidade de dados. Todos os processos devem retornar ao L1, o que pode afetar a escalabilidade geral.
3. Desafios com a Paralelização: Nem todas as dApps podem se adaptar facilmente ao modelo paralelo do BBR, limitando como alguns contratos inteligentes escalonam no L2.
4. Requisitos estritos de sincronização de nós: O BBR exige uma sincronização rigorosa entre os nós L1 e L2, exigindo comunicação de baixa latência, o que aumenta os requisitos de hardware e a complexidade operacional.
5. Complexidade de inicialização: A inicialização do contrato L2 precisa de tratamento especial para garantir a consistência dos dados, aumentando os custos de desenvolvimento e os riscos potenciais de segurança.
6. Desafios de Custo e Disponibilidade de Dados: Embora os custos de processamento L2 sejam convenientes, a demanda por dados on-chain aumenta; além disso, as transações L2 requerem uma gestão adicional de nonce de conta, aumentando a complexidade do sistema.
7. Trade-off entre Armazenamento e Computação: No modelo BBR, a computação pode ser otimizada para L2, mas as atualizações de estado ainda requerem o envolvimento do L1, tornando operações intensivas de armazenamento custosas.

Puffer UniFi: Um Rollup Inovador Baseado em Restaking

Puffer Finance é um protocolo de derivados de staking líquido (LSD) construído no protocolo de restaking Eigenlayer da Ethereum. Atualmente, ocupa o terceiro lugar neste setor com um TVL de mais de $1.7 bilhões. No final de junho, a Puffer Finance anunciou uma parceria com a Ethereum Foundation para desenvolver em conjunto o Based Rollup e, no início de julho, lançaram o produto correspondente, Puffer UniFi, em sua versão de teste.

Arquitetura Técnica

De acordo com o whitepaper, quando os usuários enviam transações Rollup para os validadores Puffer, esses validadores garantem que a transação será registrada na cadeia por meio de pré-compromissos, adicionando condições para manter a confiabilidade. No final, eles enviam blocos contendo transações Rollup confirmadas para Ethereum L1. O Sequenciador Puffer avança o estado Rollup, enquanto a Vault pufETH coleta taxas de transação para recompensar os usuários da UniFi.

1. Os utilizadores enviam as suas transações Rollup, que são posteriormente processadas pelos validadores Puffer. Estes validadores garantem que os utilizadores sabem que as suas transações serão incluídas no estado Ethereum L1 através de pré-compromissos.
2. Os validadores Puffer reestacam e aplicam condições de corte para garantir confiabilidade, lidando com transações de Rollup de usuários e publicando pré-compromissos. Esses validadores estão preparados para incluir transações em blocos L1.
3. O Preconf Slasher AVS impõe condições adicionais de corte aos validadores para impedir que eles quebrem promessas de pré-compromisso.
4. Os validadores Puffer enviam blocos para o Ethereum L1, que incluem lotes Rollup pré-comprometidos e ordenados.
5. O Contrato do Sequenciador Puffer aceita transações em lote.
6. A Vault pufETH coleta taxas de congestionamento e taxas de concorrência geradas pelas transações Rollup. Essas taxas geram retornos para os detentores de pufETH e são recompensadas nativamente aos usuários da UniFi.

Inovações Chave

De acordo com a sua última introdução, UniFi baseia-se nas ideias de pesquisa de Justin Drake, com as seguintes inovações-chave específicas:

• Sequenciamento Baseado

O UniFi utiliza diretamente os validadores descentralizados da Ethereum na L1, permitindo que as transações sejam sequenciadas de forma credível e neutra sem depender de sequenciadores centralizados. Isso significa que os validadores da L1 são responsáveis por sequenciar as transações dentro do UniFi Rollup.

• Pré-confirmações (Preconfs)

UniFi integra um sistema de pré-confirmação que fornece aos usuários confirmações de transações rápidas e confiáveis (aproximadamente 100 milissegundos) antes de suas transações serem finalizadas na L1. Essas pré-confirmações são emitidas pelos validadores de restaking do Puffer, que são incentivados a agir corretamente ou enfrentar penalidades como slashing.

(Nota): Como o Puffer é uma das poucas plataformas de staking que suporta o Restaking Nativo, uma parte dos validadores L1 pode ser designada para incluir blocos Rollup nos blocos L1 que eles propõem no futuro. Os validadores sabem quem será designado como proponente pelo menos 32 blocos com antecedência, garantindo que os blocos Rollup L2 sejam incluídos na mainnet e protegidos pela mainnet, solucionando o problema de atraso de transação L2 causado pelos tempos lentos de bloco L1 mencionados anteriormente.

• Sequenciador Descentralizado:

A arquitetura tem como objetivo expandir de um único sequenciador centralizado para dezenas de milhares de sequenciadores descentralizados. Isso é alcançado através do conjunto de validadores implementado pela Puffer, o que significa que, à medida que o número de validadores aumenta, a rede se torna mais descentralizada.

• Componibilidade Síncrona:

As transações dentro do UniFi podem interagir diretamente com outros sistemas baseados em Rollup, permitindo interações sem intermediação de bridges. Isso elimina atrasos, custos extras, desafios técnicos e riscos de segurança associados ao uso de bridges, abordando questões-chave de fragmentação e ineficiência no ecossistema Ethereum.

A partir do exposto, é evidente que a UniFi utiliza o Restaking para alcançar a sequenciação baseada em L1, pré-confirmações e operações de cross-rollup, além de facilitar o desenvolvimento e a criação de cadeias dedicadas. Isso efetivamente aborda muitas das limitações e desafios do Base Rollup original, garantindo que o valor flua de volta para a camada fundamental do Ethereum.

RISE Chain: Uma L2 de Alto Desempenho

A RISE Chain é construída na infraestrutura de nó Reth baseada em Rust, introduzindo uma arquitetura inovadora de acesso ao estado, EVM paralela, execução contínua de blocos e árvore de Merkle Patricia em camadas (MPT). Através de pesquisas contínuas sobre o RISE DB e interoperabilidade, a RISE visa construir um ecossistema blockchain mais inclusivo e escalável.

De acordo com o resumo de Justin, este protocolo também segue a rota da tecnologia Based Rollup, mas ainda está na fase do whitepaper, sem informações adicionais disponíveis no momento. Portanto, é apenas mencionado brevemente aqui.

Além disso, durante a revisão das informações relacionadas, descobri que vários outros projetos estão explorando a aplicação do Based Rollup, mas todos eles estão em estágios iniciais de exploração e não serão detalhados aqui.

Conclusão

O Based Rollup, como uma solução de escalonamento Ethereum Rollup de retorno às origens, representa uma mudança significativa na abordagem do escalonamento Ethereum L2 ao transferir o papel de sequenciadores para o gerenciamento L1. Este design é mais eficiente e politicamente alinhado, representando uma evolução significativa na forma como os Ethereum L2s são escalonados.

Este design não é uma pequena alteração técnica, mas permite que Rollups se concentre na execução, com as necessidades de segurança tratadas pela L1. As camadas de consenso, publicação de dados e liquidação são todas baseadas no Ethereum, enquanto a camada de execução é construída na rede Rollup, responsável pelo processamento de transações e atualizações de estado.

Na prática, os pioneiros do Based Rollup estão impulsionando a inovação por meio da segurança aprimorada, descentralização e sistemas simplificados da solução. Embora não seja certo se se tornará a solução definitiva de Rollup, sua importância na diversificação das redes de Rollup é indiscutível, especialmente em um cenário onde sequenciadores centralizados ou semi-centralizados dominam.

Embora o Based Rollup enfrente desafios duplos de validação de mercado e técnica, resistência de interesses existentes e concorrência de várias soluções de sequenciador compartilhado, está ganhando significativas vantagens de mercado à medida que projetos como Taiko e Puffer Finance continuam a inovar.

Olhando para o futuro, o Based Rollup, como uma rota inovadora no campo Rollup, não só supera os desafios tradicionais de transparência e pontos únicos de falha com o seu mecanismo nativo de sequenciamento, mas também mostra um forte potencial no mercado de soluções Rollup L2. Espera-se que ocupe uma posição importante. Esperamos que mais desenvolvedores explorem e otimizem o Based Rollup em modelos de receita, flexibilidade de sequenciamento, experiência do usuário, design de protocolo e colaboração no ecossistema. O Based Rollup está pronto para superar os desafios existentes, alcançar aplicações mais amplas e impulsionar o desenvolvimento futuro, trazendo mais inovação e oportunidades de crescimento para o ecossistema Ethereum.

Referências Parciais:

https://vitalik.ca/general/2021/01/05/Rollup.html

https://www.nervos.org/knowledge-base/zk_Rollup_vs_optimistic_Rollup

https://docs.arbitrum.io/how-arbitrum-works/sequencer

https://x.com/drakefjustin/status/1798734295332274408

https://abmedia.io/taiko-and-puffers-based-Rollups-will-change-the-landscape-of-ethereum

https://taiko.mirror.xyz/7dfMydX1FqEx9_sOvhRt3V8hJksKSIWjzhCVu7FyMZU

https://taiko.mirror.xyz/VjNjFws6OOVez5YCDMwjy4BUiDqZBHYDvcW4-JZGDkc

https://x.com/jason_chen998/status/1799692331635048697

https://ethresear.ch/t/based-Rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016

https://medium.com/@MTCapital_US/mt-capital-research-decentralized-sequencer-sector-comparative-research-4ca4621e1d8d

https://medium.com/ybbcapital/from-theory-to-practice-can-based-Rollup-achieve-l1-sequencing-driven-Rollup-solution-3dbfc3a45bef

https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html

https://substack.chainfeeds.xyz/p/based-Rollup

https://medium.com/puffer-fi/get-ready-for-puffer-unifi-charting-new-waters-for-ethereums-ecosystem-e95482708ebb

https://medium.com/search?q=based+Rollup

https://taiko.mirror.xyz/oRy3ZZ_4-6IEQcuLCMMlxvdH6E-T3_H7UwYVzGDsgf4

https://blog.altlayer.io/introducing-restaked-Rollups-ac6a1e89b646

https://www.panewslab.com/zh/articledetails/pylr0ff1.html

https://vitalik.eth.limo/general/2024/06/30/epochslot.html

https://docs.altlayer.io/altlayer-documentation/restaked-Rollups/squad-for-decentralised-sequencing

https://defillama.com/protocol/puffer-finance

https://unifi.puffer.fi/

https://github.com/risechain/whitepaper/blob/main/RISE%20White%20Paper%20-%20Draft%20v0.5.pdf

https://www.panewslab.com/zh/articledetails/84vh6558.html

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