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BBR背景、未來價值解讀?【Based】?Booster Rollup是什么

來源:淺藍攻略網時間:2024-11-06 09:17 作者:小藍整合

Based Booster Rollup是什么?看到幾位朋友在聊 Based Rollup，大多是從安全角度來聊，我從 L1 與 L2 的關系，以及應用的構建角度，聊聊對 Based Booster Rollup 的看法。

Based Rollup 的思路其實很簡單，就是用戶直接把 L2 的交易提交到 L1，由 L1 排序打包，但 L1 不校驗交易的有效性，只保證交易的順序以及可用性，而 L2 是個純粹的執行器，執行打包在 L1 上的 L2 交易。看到這里大家是不是覺得很眼熟?這不就是銘文 (Inscription) 模式么。是的，銘文的 Indexer 就可以理解成這里的 L2。這個我觀點我在銘文是個 bug 還是 feature 一文里說過。

Booster Rollup 則從另外一個角度出發，如何在 L2 上通過合約直接讀取到 L1 的狀態?思路其實也不復雜，既然 Based Rollup 已經在執行 L1 上的 L2 交易了，那要不順便把 L1 的交易也執行一下?這樣 L1 和 L2 的狀態就在一個大的狀態樹里，L2 的合約就可以直接讀取 L1 的狀態了。

于是也有項目把 Based Rollup 和 Booster Rollup 合在一起，叫做 Based Booster Rollup(BBR)，比如 taiko。

那么Based Booster Rollup是什么?Based Booster Rollup有什么價值值得大家關注?下面就和我一起詳細了解下吧！

BBR 的背景

BBR 從提出，到現在受到市場關注，主要的大背景是當前 Ethereum 主流的 L2 方案帶來的割裂問題，L1 與 L2 的割裂，以及 L2 之間的割裂。現在的 L2 方案，提供的功能，無論從開發者角度，還是用戶角度，和一個 Alt-L1 并沒有太大的差異，讀取 L1 數據還依賴 Oracle，資產還是要橋，錢包也得切換網絡。而這種割裂也帶來了另外一個問題，L1 和 L2 的綁定并沒有那么緊密，L2 隨時可以增加一套共識機制變成一條 Alt-L1，「自立為王」，并且可以讓開發者和用戶基本無感。當前主要的綁定關系來自于 EF 對正統性的約束： L2 必須將 L1 作為 DA，但明顯這個約束并不牢靠。

那如果把現在的 L2 方案都換成 Based Rollup 方案問題是不是就解決了呢?估計 Optimism 和 Arbitrum 要跳出來說了，換 Based Rollup 不很容易么?現在主要的 L2 方案都有 Force Inclusion 機制，L2 直接把 Sequencer 給去掉，讓用戶都通過 Force Inclusion 向 L1 發交易不就實現了 Based Rollup?

但這樣能解決割裂問題嗎?不能。雖然 Arb 和 Op 都實時把交易提交到 L1，由 L1 打包排序了，但它們還是割裂的，因為各自只認自己的交易。到這里大家應該明白 Based Rollup 要想解決割裂問題的關鍵是要有可以在 L2 之間共享的交易或者數據，而這種數據格式要求：

它必須是和平臺和實現無關的，在 L1 上定義的格式。不同的 L2 的賬戶，虛擬機有差異，各自的交易肯定沒法直接共享。
它需要在 L2 之間達成共識，多個 L2 都支持。

所以它必須是協議先行，先設計公開的協議和數據格式，鏈上只保存協議必須的數據，執行和校驗在鏈下，不同的 L2 各自實現支持方案。但要做到這兩點其實挺難，首先 Ethereum 生態的開發者一般通過智能合約設計協議，并沒有直接基于數據格式設計協議的習慣。這個方向主要的嘗試還是上次銘文熱的時候的 Ethscriptions。而第二點就更難了，需要實踐和時間來驗證。

如何保證 L2 的交易的 DA? Rollup or Rollout?

如果采用上面的方案，L2 再次把自己的交易打包提交到 L1 就會有點奇怪，因為 L2 會再次把打包自己交易的 L1 交易也讀取下來重新執行，有點像自己的輸出同時也成了自己的輸入。所以 Rooch 的方案是 Rollout 而不是 Rollup。因為長遠來看 L1 的區塊空間非常珍貴，多個 L2 的交易搶占 L1 的空間是一種「內卷」模式，L1 的空間應該留給 L1 和 L1.5 交易，L2 應用級別的交易應該尋求更低廉的區塊空間，通過「外卷」拓展新的區塊空間，這樣也有利于整個行業生態的發展。

深度解析Based Booster Rollup：背景、實踐和展望

Bitcoin 生態的 BBSR/Stackable L2 實踐

前面的描述都是從 Ethereum 角度來描述，而 Rooch 作為 Bitcoin 的首個 BBSR 或者 Stackable L2 實踐，這里聊聊 Bitcoin 生態上的差異。

Bitcoin L2 上沒有圖靈完備的智能合約，Based Rollup 模式下反倒成為一種優勢。因為 Based Rollup 本來就不需要 L1 執行和驗證交易，只要保證 Permission Less 以及 DA。這同時也逼迫 Bitcoin 生態的項目從很早以前就開始設計基于數據結構的協議，無論是染色幣，還是后來的 RGB，Taproot Assets，Ordinals Inscription，Atomicals，Runs 等，都是這個范疇下的嘗試，可以包含在廣義的 CSV（Client-side Validation）協議概念下，它們的交易都是典型的 L1.5 交易。如果 Ethereum 生態的項目想實踐 Based L2，設計出多個 L2 之間共享的協議，大體上會和上面的協議差不多。

下面以 Rooch 為例，說明一下 Bitcoin 上的 BBSR 的工作模式：

用戶會直接提交 L1 以及 L1.5 交易給 Bitcoin，因為協議是公開的，所以入口可以是任何應用。
Rooch 會同步所有的 L1 交易，處理其中的 UTXO，同時會發現是否攜帶了額外的協議信息，然后用對應的 Move 模塊去處理。比如被識別為 Inscription 的交易會由 ord 模塊處理，而 Babylon Staking 的交易會由 bbn 模塊處理。
用戶直接將 L2 交易提交給 Rooch 的 Sequencer 節點處理。上面三種交易的執行結果會生成一個完整的狀態樹，應用合約可以充分利用到 L1 以及 L1.5 交易生成的狀態。

這種模式下的應用可以設計兩種交易，一種是公共協議交易（Based 部分，在 L1 上），一種是應用交易，（由 Sequencer 排序），二者可以通過 Booster 模式互相配合，保證 Permission Less 的同時，也能保證用戶體驗。

正如前面提到的，公共協議的設計需要時間和實踐來驗證以及達成共識，而 Rooch 能提供的是這樣一個方便的試驗環境：如果想設計一個新的 Bitcoin 上的應用或者資產協議，只需要定義好協議格式，然后部署一個對應的 Move 合約模塊去處理，就可以通過構造應用場景去試驗。

當然，Bitcoin 生態在這個路線也上存在一些挑戰：

Bitcoin 設計之初并沒有給這種 DA 場景留下足夠的擴展空間，所以通過什么形式將數據寫到 Bitcoin 上，是前面各種協議嘗試探索的方向之一，比如 OP_RETURN 嵌入數據，通過 Witness，甚至通過簽名，當前還缺少標準化的解決方案。
Bitcoin 生態對鏈上嵌入數據的價值并沒有達成廣泛的共識，這也是從上次銘文熱一來，我一直持續呼吁的方向，Bitcoin 生態應該重視 Bitcoin 作為一個全球的公共數據總線（Data Bus）的價值。

L1 作為全球公共數據總線的價值

從 DeFi summer 之后,整個 Crypto 領域一直在探索 DeFi 之外的新型應用。無論是 Bitcoin 的銘文熱潮，還是最近的 Based Rollup 熱議，都可以理解為對 L1 作為數據總線價值的重新發現。從分布式系統的角度來看，通過數據總線可以實現系統之間的解耦，而系統之間的解耦是實現 Permission less 的關鍵前提之一。例如，Crypto 生態中的去中心化交易所，就充分利用了區塊鏈這個 Data Bus 實現了「去中心化」的對接，這在傳統金融系統中是很難直接實現的。如果要支持更復雜的應用，只需要將簡單的轉賬交易升級為應用協議交易，就可以實現應用層面的 Permission less，而這種方式對現有應用的侵入性最小。

本文主要從生態和應用角度探討 BBR，關于 BBR 模式的安全，以及 BBR 模式下的 L1，L1.5 ，L2 狀態的互操作性的問題，留在后面的文章中再詳細探討。后面附加上一些相關鏈接，有我的歷史文章，也有推友從不同角度對 Based Rollup 的闡述。

拓展知識

Based Rollup的歷史背景與設計

從理論到實踐：Based Rollup能否實現 L1 排序驅動的 Rollup 方案

圖源：@drakefjustin

Rollup概念最早由以太坊創始人Vitalik Buterin提出，其最初設想是實現一個完全無約束的“Total Anarchy（無政府）”狀態，以允許任何人無限制的交易擴展。結合上述當前排序器存在的問題，在2023年Ethereum Researcher ：Justin Drake，提出了將排序器由以太坊L1自身管理的解決方案Based Rollups，其內容如下（出處見擴展鏈接1）：

優點：

活性（liveness）: Based Rollup 享有與 L1 相同的活性保證。請注意，帶有逃生艙（Escape Hatches）的非 Based Rollup 的活性會降低（逃生艙是 Rollup 中的一種安全機制，允許用戶在 Rollup 系統出現問題時，將資產從 L2 安全地提取回 L1 主鏈。它類似于一個應急出口）；

較弱的結算保證：在結算得到保證前，逃生艙的交易必須等待一段超時時間；

基于審查的 MEV：帶有逃生艙的 Rollups 在超時期間，容易受到短期內排序器審查帶來的不利 MEV 影響；

網絡效應面臨風險：由排序器活性故障觸發的大規模退出（例如對去中心化 PoS 排序機制的 51% 攻擊）將破壞 Rollup 的網絡效應。請注意，與 L1 不同，Rollup 不能使用社會共識從排序器活性故障中優雅地恢復。在所有已知的非 Based Rollup 設計中，大規模退出是達摩克利斯之劍；

Gas 懲罰：通過逃生艙結算的交易通常會為其用戶帶來 Gas 懲罰（例如由于交易非批量打包的次優數據壓縮）。

去中心化（decentralization） : Based Rollup 繼承了 L1 的去中心化，自然復用了 L1 搜尋者 - 構建者 - 提議者的基礎設施。L1 搜尋者和構建者受到激勵，在他們的 L1 區塊中包含 rollup 區塊來提取 rollup 的 MEV。然后這又會激勵 L1 區塊提議者在 L1 上打包 rollup 區塊。
簡潔性（simplicity）：Based Rollup 排序是最簡單的，甚至比中心化排序要簡單得多。Based Rollup 不需要驗證排序器簽名，不需要逃生艙，也不需要外部 PoS 共識。

歷史注釋：2021 年 1 月，Vitalik 將基于 L1 排序的方案稱為「完全無政府狀態」，這有同時提交多個 rollup 區塊的風險，導致 Gas 和工作量的浪費。現在的區塊提議者 — 構建者分離方案（Proposer-Builder Separation, PBS）可以嚴格控制的 L1 排序，每個 L1 區塊最多有一個 rollup 區塊，并且沒有 Gas 浪費。當 rollup 的 n+1 區塊（或對于 k >= 1，n+k）包含區塊 n 的 SNARK 證明時，可以避免浪費 ZK-rollup 的證明工作。

成本：Based Rollup 的 Gas 開銷為零 —— 甚至不需要驗證來自去中心化或中心化排序器的簽名。Based Rollup 的簡潔性降低了開發成本，縮短了發布時間，并減小了代碼漏洞的暴露面積。Based Rollup 的排序也是無需代幣的，避免了基于代幣的排序器的監管負擔。
與 L1 經濟一致（L1 economic alignment）：源自 Based Rollup 的 MEV 自然流向了其基于的 L1。這種流向加強了 L1 經濟安全，并且在 MEV 銷毀的情況下，提高了 L1 原生代幣的經濟稀缺性。這種與 L1 在經濟上的緊密結合可能有助于構建 Based Rollup 的合法性。重要的是，盡管犧牲了 MEV 收入，Based Rollup 保留了從 L2 擁塞費（例如 EIP-1559 形式的 L2 基礎費用）中獲得收入的選項。
主權性（sovereignty）：盡管將排序委托給了 L1，但 Based Rollup 保留了主權性。Based Rollup 可以有一個治理代幣，收取基本費用，并且可以在合適的時候使用這些基本費用的收益（例如 Optimism 為公共產品提供資金）。

缺點：

無 MEV 收入：Based Rollup 將 MEV 放手給了 L1，使其收入限制為基本費用。反直覺的是，這可能會增加 Based Rollup 的總收入。原因是 rollup 的格局似乎是贏家通吃，獲勝的 rollup 可能會利用 Based Rollup 的安全性、去中心化、簡潔性和一致性來實現主導地位并最終實現收入最大化。
受約束的排序：將排序委托給 L1 會降低排序靈活性。這使得某些排序服務變得更加困難，甚至可能是無法實現的：
- 預確認：快速預確認對于中心化排序不是問題，并且可以通過外部 PoS 共識來實現。使用 L1 排序進行快速預確認是一個開放性問題，有著許多有前景的研究方向，包括 EigenL、打包交易列表 (Inclusion Lists) 和構建者債券 (Builder Bonds)。
- 先到先得 (FCFS)：Arbitrum 式的 FCFS 排序不確定能否在 Based Rollup 上實現。EigenL 可能給 L1 排序的 Based Rollup 提供 FCFS 的覆蓋層。

命名：

「Based Rollup」這個名稱源于與基礎鏈 (Base L1) 的親近性。這與 Coinbase 最近宣布的 Base 鏈有所沖突，是一個奇妙的巧合。事實上，Coinbase 在他們的 Base 公告中分享了兩個設計目標：

無代幣 (tokenlessness)：「我們沒有發行新網絡代幣的計劃。」
去中心化 (decentralisation)：「我們 [...] 計劃隨著時間的推移逐步去中心化區塊鏈。」

Base 可以通過成為 Based Rollup 來實現無代幣的去中心化。

從理論到實踐：Based Rollup能否實現 L1 排序驅動的 Rollup 方案

圖源：@jchaskin22

綜上理論，Based Rollup可讓任何人都可擴展到Rollup區塊，把排序后的交易狀態變化發布到L1即可從L2中提取MEV，讓所有的排序和安全性均由以太坊L1提供。這樣可以規避外部權益證明共識和特定的Rollup的Token需求，同時相比于其他Rollup為保住資產安全必不可少的”緊急逃生艙“功能相比，在Based Rollup的愿景中可以去除，其過程只需在保住以太坊安全運行的前提下，在Rollup上的交易既可順利完成。

從 BBR 到 BBSR，Stackable L2

說完了數據共享的問題，再說說用戶體驗的問題。明顯如果所有交易都由用戶直接發給 L1，體驗就和使用 L1 差不多，無論是 Gas 還是確認時間。于是開始有人設計 Based Rollup 的預確認協議了，但如果預確認協議能真正工作，需要所有的交易都先通過預確認協議，那不就是 Sequencer 了么?這部白折騰聊一圈么?

之所以產生這種矛盾是因為小伙伴們混淆了幾種交易類型：

用戶直接提交到 L1 并由 L1 執行和驗證的交易，也就是 L1 交易。
用戶直接提交到 L1，但 L1 并不直接驗證和執行，L2 之間共享協議的數據交易，可以叫 L1.5 交易。
用戶直接提交給 L2 Sequencer，由 Sequencer 預確認并執行的交易，某個 L2 的專用交易。

而 Based Rollup 只和 1 ， 2 有關系， 3 是現在的 Sequencer Rollup 的工作方式，二者完全可以結合起來。

假如有這樣一個 Rollup 方案：

Sequencer 自動同步所有的 L1（包括 L1.5）交易，并按照 L1 的給定的順序執行。
Sequencer 同時接收 L2 交易，和 L1 交易混在一起排序并執行。

通過 1 ，它實現了 Based 和 Booster，通過 2 它實現了 L2 交易的快速確認，也不損失用戶體驗。如果按照前面的命名方案，這種應該叫做 BBSR(Based Booster Sequencer Rollup)，但有點長，不容易理解，所以我把它叫做 Stackable L2，堆疊式 L2，顧名思義就是在 L1 上堆疊了 L2，L2 包含了 L1 的所有交易和狀態。這就是 @RoochNetwork 的解決方案。