层级2网络的排序器机制:原理、现状及未来发展

层级2网络目前主要通过用户交易产生的Gas费获得收入。扣除向以太坊主网提交数据的成本后,剩余部分基本可视为纯利润。以2023年为例,OP Mainnet下半年利润约523万美元,Arbitrum全年利润约1650万美元,zkSync Era从3月至年底利润约2224万美元。

如此可观的利润与层级2网络唯一运行的排序器密切相关。那么,排序器是什么?它在层级2网络中如何工作?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。

排序器的工作原理

排序器是层级2网络中的关键角色。它的主要功能是接收用户交易并执行,然后将排序压缩后的交易批次提交到以太坊主网。

可以将排序器比作公交车司机。用户无需亲自"开车"进城(以太坊主网),只需支付一定服务费,就可以由排序器代为处理交易。排序器会尽可能装满"车厢",并对"乘客"进行合理安排,以最大化利用空间。

关于排序器,有几个常见问题:

1. 谁可以运行排序器?

目前主要有两种方案:

• 中心化排序器:由层级2团队指定单一机构运行,效率高成本低
• 无许可排序器:任何人都可参与,但可能造成资源浪费

2. 排序标准是什么?

通常采用两种方式:

• 先到先得
• 按Gas费高低排序

主流层级2多采用第一种方式,但实际上排序方式并无硬性规定。

3. 如何防止排序器作恶?

不同层级2有不同约束机制:

• Optimistic Rollup采用欺诈证明
• ZK Rollup采用有效性证明

中心化排序器的问题

目前主流层级2如OP Mainnet、Arbitrum One等都采用中心化排序器。虽然效率高,但也引发一些担忧:

1. 抗审查性弱:单一机构运行,可能因法规要求剔除某些交易

2. 弱活跃性:单点故障风险,如排序器过载可能导致系统宕机

3. 可能获取不当MEV收益:操纵交易顺序获利

未来发展方向

主流层级2意识到中心化排序器的问题,都提出了去中心化排序器方案,但目前仍在概念阶段。

去中心化排序器的几种方案:

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:通过智能合约拍卖运行权
3. 领导者选举:从质押者中随机抽取
4. Based Rollup:由以太坊验证者主导排序

另一种思路是共享排序器:多个层级2共用第三方排序器网络,可提高跨层级2互操作性。

总结与思考

去中心化排序器和共享排序器虽然能缓解一些问题,但也可能引发新的挑战。例如,去中心化后可能形成类似以太坊的MEV市场;共享排序器权力过大也可能导致新的中心化问题。

区块链去中心化是个长期过程。排序器作为层级2的关键组件,其发展备受关注。相信未来经过不断探索,当前面临的问题终将得到合适解决。