Principais pontos:

• 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 vantagens do Ethereum em termos de segurança e descentralização, enquanto aumentam 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 expandem significativamente os benefícios técnicos do Based Rollup. BCR melhora a segurança da rede por meio de um sistema de multi-provas e mecanismos de resolução de disputas, enquanto BBR melhora a escalabilidade ao usar shard para execução de transações e armazenamento de dados.
• Puffer UniFi, um protocolo de re-staking construído em Eigenlayer, alcança a sequência de transações baseada na camada 1, pré-confirmação e operações Rollup entre cadeias, simplificando o desenvolvimento de cadeias dedicadas. Essas inovações superam algumas das limitações tradicionais do Based Rollup, garantindo que o valor retorne 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 desenvolvimento futuro da tecnologia Rollup. Ele tem o potencial de abrir caminho para uma abordagem mais descentralizada e inovadora no design do Rollup.

Como uma solução técnica que integra a funcionalidade de sequenciamento de transações de L2 em L1, o Based Rollup foi rapidamente adotado por protocolos como Taiko e Puffer Finance desde sua proposta pelo pesquisador da Ethereum Foundation, Justin Drake, em março de 2023, e continua evoluindo. Este artigo oferece uma análise aprofundada de sua mecânica, vantagens únicas e desafios atuais, enquanto explora seu potencial para moldar o futuro da tecnologia blockchain.

O Contexto e Mecânica da Tecnologia Based Rollup

Antecedentes: Camada 2, Rollup e Sequencers

A comunidade blockchain aprendeu por experiência própria que dimensionar 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 transação. A tecnologia Rollup está no coração 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 de transações, enquanto a Camada 1 é responsável pelo acerto, consenso e verificação de dados, garantindo a segurança das transações. Esta abordagem reduz significativamente o fardo 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.

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

ZK Rollup verifica transações off-chain usando provas de conhecimento zero, oferecendo alta segurança e privacidade, mas requer implantação complexa e recursos significativos de hardware. 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 disputa e saque.

Em um sistema Rollup, o sequenciador é um componente crucial dos nós de rede da Camada 2, responsável por receber solicitações de transação, determinar sua ordem de execução, colocá-las em lote e passá-las para contratos inteligentes da Camada 1. O sequenciador desempenha um papel fundamental na melhoria da eficiência do processamento de transações e da experiência do usuário.

Por exemplo, no Arbitrum, que usa o Optimistic Rollup, as transações são sequenciadas pelo sequenciador com base no critério Primeiro a Chegar, Primeiro a Servir (FCFS). Assim que o sequenciador confirma a ordem, ele escreve as transações em blocos na Camada 1 (rede principal do Ethereum) e fornece uma “pré-confirmação” imediata na Camada 2, permitindo que os usuários saibam que sua transação está completa na Camada 2 antes de ser finalizada na Camada 1.

No entanto, se o sequenciador falhar ou travar 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 da transação, 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, front-running, 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 concede.

A Descoberta Técnica do Based Rollup

A ideia de fazer com que a main chain do Ethereum lidere o sequenciamento pode ser rastreada até o 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 escalar transações sem restrições.

Vitalik, juntamente com Justin Drake, que posteriormente 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 do 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 Pacotes (ou blocos Rollup no caso da Camada 2) para o proponente. O proponente então seleciona o Pacote de maior taxa para submissão. Esse processo é semelhante ao mecanismo Mempool no nível do bloco, limitando a autonomia do proponente e impedindo uma busca descontrolada pelas transações ótimas em toda a rede. Em vez disso, os proponentes examinam blocos pré-definidos de um pool de recursos.

Esse mecanismo é inspirado em estratégias de gerenciamento de tráfego urbano, onde as áreas de operação de táxi são restritas para garantir que os provedores 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 bloco da Camada 2 para a cadeia principal, levando a um processo de produção de bloco mais centralizado e ordenado.

Atualmente, a maioria das soluções de Rollup ainda são 'treinadoras', o que significa que ainda não alcançaram a minimização da confiança ou a confiança completa. Para lidar com os gargalos de eficiência e os problemas de confiança na sequência, verificação e execução nas soluções de Rollup existentes, muitos têm proposto alternativas.

Os Rollkits sovereign Rollups, por exemplo, introduziram a "regra de escolha de fork puro", que enfatiza a abordagem de problemas de preços de recursos ou 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, os Rollkits sovereign Rollups adotariam medidas como a queima de gás para lidar com ele.

Mesmo a Opside propôs uma solução Nativa precoce, sugerindo melhorias para PoS da Ethereum, permitindo que o IDE 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 prova válida receberia a recompensa do bloco.

O pesquisador da Ethereum Foundation, Justin Drake, é creditado com a proposta formal de fazer com que a cadeia principal L1 manipule a sequenciação. Em uma postagem de blog de março de 2023 (embora o conceito possa ter sido introduzido anteriormente), ele primeiro articulou completamente o protótipo do Based Rollup.

"Um rollup é dito ser baseado, ou sequenciado em L1, quando sua sequência é controlada pela L1 base. 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 ao terceirizar os direitos de sequenciamento para os validadores do Ethereum L1. Devido à sua relação próxima com a Camada 1, Justin nomeou-a 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 os blocos Rollup nos blocos L1. Ao fazer isso, o Rollup Base centraliza os direitos de sequenciamento e minimiza a confiança, já que 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 aplicativos), 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 de validação.

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

É claro que, em comparação com outras soluções de dimensionamento, o Based Rollup ainda está em sua fase exploratória inicial. Nas seções a seguir, discutiremos seus detalhes técnicos e cenários de aplicação.

Análise da Tecnologia Based Rollup

A tecnologia Based Rollup se concentra em publicar as alterações de estado das transações após a sequência para a Camada 1 (L1), permitindo a extração de MEV (Valor Extraível Máximo) da Camada 2 (L2). Essa abordagem aproveita o Ethereum L1 para lidar com todas as necessidades de sequenciamento e segurança.

Princípios Técnicos

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

Ao delegar as responsabilidades de sequenciamento aos produtores de blocos do L1, o design do Based Rollup se torna 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, enquanto se integra intimamente ao modelo econômico do L1, onde as taxas de transação são pagas diretamente aos nós do 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, especificamente gerenciando a execução de transações e atualizações de estado.

Processo Operacional

A operação do Based Rollup envolve os pesquisadores da L2 coletando transações em pacotes e enviando-os aos proponentes de blocos da L2, que então constroem blocos da L2. Por fim, os pesquisadores da L1 incluem esses blocos da L2 nos blocos da L1, completando o processo de sequenciamento e registro.

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

Vantagens e Desafios do Rollup Baseado

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 completa e a vivacidade 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 mineradores do L1 se beneficiam ao participar da sequenciação de transações do L2, o que melhora a saúde geral da rede e a segurança econômica.

As vantagens específicas incluem:

1. Liveness: Based Rollup pode evitar interrupções de rede ou problemas de censura comumente vistos em Rollups tradicionais devido a falhas do sequenciador. Isso garante transações rápidas e eficientes sem exigir mecanismos de fallback.
2. Descentralização: Ao aproveitar a infraestrutura existente de buscadores L1, construtores e produtores de blocos, o Based Rollup mantém um alto grau de descentralização, em conformidade com os princípios abertos e transparentes da Web3.
3. Simplicity: O Rollup Baseado em Simplicidade herda a segurança e a descentralização do Ethereum L1 reutilizando sua pilha validadora subjacente e sua infraestrutura de Separação de Propositor-Construtor (PBS), eliminando a necessidade de sistemas sequenciadores proprietários do L2 ou mecanismos de consenso externos, reduzindo assim a complexidade e os riscos de segurança.
4. Custo-efetividade: Com a L1 lidando com a sequência, o processamento e a confirmação de transações na L2 se tornam mais eficientes, sem a necessidade de infraestrutura complexa e consumo de energia para lidar e verificar transações na L2, como no Optimistic Rollup e ZK Rollup, principalmente em ambientes com alto volume de transações.
5. Incentivos Econômicos Alinhados: MEV flui 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: Mesmo que a sequenciação dependa do L1, o Based Rollup mantém o controle sobre os tokens de governança, a 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 do Based Rollup

Mecanismos Inerentes e Limitações Técnicas

Embora o Based Rollup ofereça benefícios significativos, também vem com limitações técnicas e operacionais notáveis que podem dificultar sua adoção mais ampla:

1. Restrições de receita e perda de MEV: Como a sequência depende do L1, a maior parte da receita de MEV é direcionada aos validadores L1, limitando as fontes de receita do Based Rollup. Isso poderia levantar preocupações sobre a sustentabilidade e rentabilidade dos projetos, é por isso que muitos projetos L2 e RaaS hesitaram em seguir esse 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 Ser Atendido (FCFS). Adicionar soluções técnicas para resolver esse problema aumenta a complexidade do protocolo. Além disso, o sequenciamento do L1 pode priorizar os lucros dos mineradores em detrimento dos melhores interesses dos usuários do Based Rollup.
3. Confirmação de Transação Atrasada: Teoricamente, a confirmação da transação do Based Rollup está vinculada 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-estacagem 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 projeto de sequenciamento do Rollup nativo, mas o sequenciador centralizado do L2 substituiu posteriormente 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 a Based Rollup se beneficie da descentralização da L1, o mecanismo de leilão para direitos de bloco projetado para capturar MEV pode aumentar a barreira de entrada para a participação da L1 e adicionar complexidade.
5. Desafios de atribuição de funções: Muitas discussões têm ignorado os desafios práticos de reatribuir funções após a substituição do projeto sequenciador original por Based Rollup. Embora o MEV fluindo para L1 forneça incentivos econômicos para os validadores, a integração da validação Rollup no protocolo Ethereum, o estabelecimento de uma distribuição justa dos lucros do MEV e a gestão de problemas de congestionamento ou consenso de várias pesquisas enviando transações simultaneamente ainda não foram resolvidos. Projetos como Taiko avançaram na abordagem desses desafios, que serão discutidos posteriormente.

Pressão da Concorrência Externa

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

Em primeiro lugar, modificações menores nos mecanismos de prova ou nos métodos de verificação, como o algoritmo de consenso PoE da Polygon, descentralizam o sequenciamento na camada de rede Rollup.

Em segundo lugar, arquiteturas de sequenciadores descentralizados independentes, como o Metis, usam um pool de sequenciadores compostos por vários nós, empregando rotação aleatória, staking, consenso PoS para gerenciar chaves de várias assinaturas e amostragem do validador para alcançar o 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 por meio de "lances" em bloco.

Outro exemplo é SQUAD, desenvolvido pela Eigenlayer e AltLayer. SQUAD é projetado como uma rede aberta para qualquer operador de EigenLayer AVS (Serviços Validados Ativamente), que requer mecanismos mínimos de staking LST ou staking delegado para registrar solicitações de sequenciamento de Rollups e combiná-las com sequenciadores.

A título de curiosidade, há algum debate no mercado sugerindo 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 PoS ou outra segurança baseada em consenso para DApps que não podem ser implantados diretamente no Ethereum. Não há conflito técnico entre os dois, e desenvolvimentos recentes como o re-staking da Eigenlayer combinado com o sequenciador descentralizado do Espresso poderiam promover a adoção do Based Rollup, capacitando os validadores L1 a participar das operações de sequenciamento. No final, a escolha de usar validadores L1 como sequenciadores cabe a projetos como Espresso, não à Eigenlayer.

Em conclusão, transferir o papel da sequência de transações do L2 para o L1 não resolve todos os desafios e pode introduzir novos. Enquanto soluções como o protocolo de reposição da Eigenlayer e provas de conhecimento zero (ZKPs) poderiam resolver algumas das limitações inerentes do Based Rollup, uma solução totalmente desenvolvida ainda está por surgir. Por outro lado, sequenciadores compartilhados em desenvolvimento por projetos como Eigenlayer estão ganhando tração devido à sua flexibilidade e facilidade de implementação, representando uma competição significativa para o Based Rollup. Isso sugere que o Based Rollup pode precisar se adaptar integrando outras tecnologias para se adequar melhor aos seus cenários de aplicação.

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 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 Tipo-1. Este zkEVM fornece os mesmos opcodes e funcionalidades que o Ethereum, garantindo alta compatibilidade com o ecossistema Ethereum existente.

Logo após a introdução do conceito de Based Rollup, Taiko se posicionou como um Based Rollup, priorizando a equivalência do 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 permissão, que está em pé de igualdade com o Ethereum.

Arquitetura técnica

Em um 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 Rollup) e o Protocolo Taiko (que conecta esses dois componentes para verificar o protocolo 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. Implementa um ZK-EVM que suporta todos os opcodes do Ethereum e verifica todas as computações na cadeia Rollup por meio de provas de validade.

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

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

Função: O Nó Rollup Taiko L2 gerencia a cadeia Rollup, recuperando dados de transação do Ethereum e executando essas transações no L2. Ele é baseado em uma versão bifurcada 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: Esses nós gerenciam o estado da cadeia Rollup e garantem determinismo e finalidade das transações. Por meio de geração de prova paralela e mecanismos de verificação descentralizados, o Node Taiko L2 Rollup oferece processamento eficiente e seguro de transações.

3. Protocolo Taiko: Integração Perfeita

Função: O Protocolo Taiko conecta o 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 servem como mecanismo de disponibilidade de dados e verificador de provas ZK-SNARK. Os contratos inteligentes na Taiko L2 lidam com funções-chave do protocolo. O Protocolo Taiko garante que todos os blocos propostos sejam determinísticos e possam ser comprovados paralelamente, melhorando a velocidade e eficiência de processamento de transações.

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

Inovações-chave

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

BCR (Baseado em Contestable Rollup): Agregação Contestável

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

Fluxo de trabalho
Neste sistema, qualquer pessoa pode se tornar um proponente, sugerindo um plano de construção de bloco e fornecendo provas de conhecimento zero para garantir precisão de transação e proteção de privacidade. Se os validadores questionarem os resultados de transição de estado de um bloco específico, eles 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 aborda a competição maliciosa ou apressada nesse processo. Na realidade, o BCR introduz suas próprias janelas de comprovação e resfriamento, com provas de nível mais elevado tendo validade significativamente maior e margens de disputa do que provas de nível mais baixo. Esse aumento acentuado de custos efetivamente dissuade desafios imprudentes ou maliciosos.

Simplesmente falando, 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. Os desafios de verificação contínua melhoram significativamente a segurança da rede, garantindo a imparcialidade 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 múltipla prova

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

• Disponibilidade do Prover

Taiko implementa alocação de nível dinâmico, 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. Ao enfrentar ataques de capital intensivo, os nós da comunidade podem resistir coletivamente a provas inválidas por meio 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 dos blocos com base em mudanças nos custos de prova de alto nível. Essa flexibilidade permite que o sistema faça a transição gradual de provas OP para provas ZK, otimizando a segurança e os incentivos econômicos.

• Trade-offs entre custo e segurança

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

• Guardião provers

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

BBR (Based Booster Rollup): Dimensionamento com um Impulso

BBR marca um passo significativo após a introdução de BCR. Este é um método de dimensionamento nativo L1 pronto para uso que permite a execução de transações e o particionamento de armazenamento. Imagine como adicionar energia extra de CPU/SSD ao laptop de um desenvolvedor - uma vez que um dApp é implantado, ele pode escalar automaticamente e rapidamente em todos os L2s necessários.

Como Funciona

Aqui está uma análise detalhada dos principais detalhes de implementação:

• Pré-compilações L1CALL e L1DELEGATECALL:
• L1CALL permite que L2 leia e escreva diretamente o estado de L1.
• L1DELEGATECALL permite que os contratos inteligentes L1 sejam executados em 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 um coprocessador, as cargas de trabalho de contratos inteligentes L1 podem ser transferidas para L2, enquanto todos os estados permanecem em L1.
• Apenas a prova ZK precisa de verificação no L1, com as atualizações de estado final aplicadas lá.

Recursos principais

• Descentralização e alinhamento do Ethereum:

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

Escalonamento Automático: Implante um dApp na L1 apenas uma vez e ele será escalonado automaticamente em todas as L2s sem configuração adicional.

• Execução eficiente de transações e fragmentação de armazenamento:

BBR melhora a escalabilidade da cadeia com uma estrutura de duas camadas que divide a execução e o armazenamento de transações.

• Coprocessador ZK-EVM:

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

• Fragmentação Reduzida:

Ao permitir transações atômicas entre todas as L2s, a BBR aborda os problemas de fragmentação atuais 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, contratos só podem ser implantados em L1. L2s podem herdar contratos inteligentes de L1, mas não podem implantar novos contratos independentemente, o que limita a capacidade de escalabilidade de L2 por si só.
2. Estrangulamento da Expansão de Dados Compartilhados: BBR depende muito dos dados compartilhados do L1, limitando a expansão da disponibilidade dos dados. Todos os processos devem retornar ao L1, o que pode afetar a escalabilidade geral.
3. Desafios com a Paralelização: Nem toda dApp pode se adaptar facilmente ao modelo paralelo do BBR, limitando como alguns contratos inteligentes se dimensionam na L2.
4. Requisitos estritos de sincronização de nós: BBR exige uma sincronização rigorosa entre os nós L1 e L2, demandando 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 possíveis riscos 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 exigem gerenciamento adicional de conta nonce, 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 de L1, tornando as operações intensivas de armazenamento custosas.

Puffer UniFi: Um Rollup Baseado em Inovação Impulsionado por Restaking

Puffer Finance é um protocolo de derivativos de apostas líquidas (LSD) construído no protocolo de repouso da camada Eigenlayer do Ethereum. Atualmente, ocupa o terceiro lugar nesse setor, com um TVL de mais de $1,7 bilhão. 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, eles lançaram o produto correspondente, o 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 seja registrada na cadeia por meio de pré-compromissos, adicionando condições para manter a confiabilidade. Em última análise, eles enviam blocos contendo transações Rollup confirmadas para Ethereum L1. O Sequenciador Puffer avança o estado Rollup, enquanto o Vault pufETH coleta taxas de transação para recompensar os usuários do UniFi.

1. Os usuários enviam suas transações de Rollup, que são processadas pelos validadores do Puffer. Esses validadores garantem que os usuários saibam que suas transações serão incluídas no estado Ethereum L1 por meio de pré-compromissos.
2. Os validadores Puffer reestake e aplicam condições de corte para garantir confiabilidade, lidando com transações 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 impedi-los de quebrar promessas de pré-compromisso.
4. Os validadores do Puffer enviam blocos para o Ethereum L1, que incluem lotes de Rollup pré-comprometidos e ordenados.
5. O Contrato Puffer Sequencer aceita transações agrupadas.
6. O pufETH Vault cobra taxas de congestionamento e taxas de competição geradas por transações de Rollup. Essas taxas geram retornos para os detentores de pufETH e são recompensadas nativamente para os usuários UniFi.

Inovações Chave

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

• Sequenciamento Baseado

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

• Pré-confirmações (Préconfs)

A UniFi integra um sistema de pré-confirmação que fornece aos usuários confirmações de transações rápidas e confiáveis (aproximadamente 100 milissegundos) antes que suas transações sejam finalizadas na L1. Essas pré-confirmações são emitidas pelos validadores de restake 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 suportam Native Restaking, uma parte dos validadores L1 pode ser designada para se comprometer a incluir blocos Rollup nos blocos L1 que eles propõem no futuro. Os validadores sabem quem será designado como proponente com pelo menos 32 blocos de antecedência, garantindo que os blocos L2 Rollup sejam incluídos na mainnet e protegidos pela mainnet, resolvendo o problema de atraso de transação L2 causado por tempos de bloqueio L1 lentos mencionados anteriormente.

• Sequenciador Descentralizado:

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

• Componibilidade Síncrona:

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

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

RISE Chain: Um L2 de Alto Desempenho

RISE Chain é construída na infraestrutura de nó Reth baseada em Rust, introduzindo arquitetura inovadora de acesso ao estado, EVM paralela, execução contínua de blocos e árvore Merkle Patricia em camadas (MPT). Através de pesquisas contínuas sobre RISE DB e interoperabilidade, a RISE visa construir um ecossistema de 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, ao revisar 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 dimensionamento baseada no Ethereum, representa uma grande mudança na abordagem de dimensionamento do Ethereum L2, transferindo o papel dos sequenciadores para a gestão do L1. Esse design é mais eficiente e politicamente alinhado, representando uma evolução significativa na forma como os Ethereum L2s são dimensionados.

Este design não é uma pequena modificação técnica, mas sim permite que os Rollups se concentrem na execução, com as necessidades de segurança sendo tratadas pela L1. As camadas de consenso, publicação de dados e liquidação são todas baseadas em 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 seja incerto se ela se tornará a solução Rollup definitiva, sua importância na diversificação das redes Rollup é inegável, especialmente em um cenário onde sequenciadores centralizados ou semi-centralizados dominam.

Embora o Based Rollup enfrente os desafios duplos de validação de mercado e técnica, resistência de interesses existentes e concorrência de diversas soluções de sequenciador compartilhadas, está ganhando vantagens significativas no 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 do Rollup, não apenas supera os desafios tradicionais de transparência e pontos únicos de falha com seu mecanismo nativo de sequenciamento, mas também mostra um forte potencial no mercado de soluções Rollup L2. Espera-se que ocupe uma posição importante. Estamos ansiosos para que mais desenvolvedores explorem e otimizem o Rollup Baseado em modelos de receita, flexibilidade de sequenciamento, experiência do usuário, design de protocolo e colaboração de ecossistema. O Rollup baseado está pronto para superar os desafios existentes, alcançar aplicações mais amplas e impulsionar o desenvolvimento, 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-e-puffers-baseados-em-Rollups-irão-mudar-o-panorama-do-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/do-teoria-%C3%A0-pr%C3%A1tica-pode-based-rollup-alcancar-uma-solu%C3%A7%C3%A3o-rollup-dirigida-por-sequenciamento-l1-3dbfc3a45bef

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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