TAIKO去中心化设计分析

  • LimeChain
  • 发布于 2024-10-23 21:41
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本文分析了TAIKO团队在rollup去中心化方面所做的设计决策。TAIKO的设计侧重于开源、无需许可和以安全为中心的去中心化。文章分析了排序器选择、zk rollup 证明者选择、允许分叉、同步与异步证明、显式排序器-证明者耦合、排序器奖励与惩罚、证明者奖励以及协议的加密经济学动态,并对该架构的去中心化设计进行了总结。

George Spasov

本文分析了 TAIKO 团队在 rollup 去中心化方面所做的设计决策。Taiko 的设计重点是开源、无需许可和以安全为中心的去中心化。它基于最近发布的 rollup 去中心化分析框架。

分析

Sequencer 选择

Taiko 选择完全无需许可的 Sequencer 角色,任何人都可以随时承担。任何感兴趣的人都可以参与作为 Sequencer,突出了网络的可访问性和包容性。在构建 L2 区块时,L2 节点会排除/忽略来自多个 Sequencer 的重复交易。从某种意义上说,第一个 Sequencer“赢得”了利润。

这种设计决策有利于网络速度,因为任何给定时间的多个 Sequencer 确保了用户交易的排序。

这种设计决策的主要权衡是资本效率 —— 系统成本(以及交易的后果成本),并使 Sequencer 参与其中有利可图,即使他们的一些/大多数交易在 L2 中被忽略(由于被其他人排序)。

最终,这种设计决策有利于 rollup 的速度,而不是交易成本。

zk rollup Prover 选择

Taiko 决定使用 Sequencer 主导的领导者选举,并回退到“完全自由”来选择序列的 Prover。该过程涉及 Sequencer 与 Prover 进行链下协商,以便将自己“绑定”到此序列。如果 Prover 未能在分配的Slot内发布证明,该过程允许任何 Prover 证明该序列。

设计决策范围内的“领导者选举”部分,有利于成本效率。在顺利的情况下,Prover 不会浪费计算,从而确保系统在 Prover 资源方面非常高效。

这里的主要权衡是如果领导者出现活跃性问题,则可能导致网络最终性停滞(但不会影响网络吞吐量)。尽管如此,“完全自由”证明的备份确保了活跃性问题仅限于单个Slot。

最终,这种设计决策有利于网络成本,牺牲了可能的最终确定延迟。

允许分叉

Taiko 选择拥有一个单一分叉,并合并竞争分叉。该协议定义了合并竞争区块的方式,允许 L1 对区块进行排序。

完全自由中的单一分叉选择,看到合格的 Sequencer 竞相成为第一个向 L1 提议序列的人。它最终导致 rollup 的最高可能速度,但可能导致资本效率低下,因为多个 Sequencer 可能会竞争一个Slot。此外,Sequencer 的 L1/DA 同步延迟将发挥巨大作用,因为 Sequencer 提出的序列可能很快基于过去的分叉选择。当多个 Sequencer 和分叉竞争时,这会增加网络的负载,可能导致更高的资源使用和拥塞。然而,单一分叉选择通过为分叉选择提供单一标准来简化设计。

最终,这种设计决策有利于网络的速度和系统的简洁性,但牺牲了交易成本的增加。

已证明的分叉数量

不适用,因为一次只有一个分叉。

同步与异步证明

Taiko 正在启用已发布序列的异步证明。这意味着 rollup 接受对任何未来未最终确定的Slot的序列的证明。通过允许异步提交证明,网络可以并行处理更多交易,从而显着提高系统的可扩展性。

异步证明允许 Prover“启动并忘记”他们生成的任何证明,从而实际上确保每当规范链的最终确定赶上此Slot时,它将能够立即最终确定并继续前进。然而,它开启了 rollup 规范链上出现最终确定间隙的可能性。无论为未来的Slot提交了多少证明,任何间隙都会延迟 rollup 规范链的最终确定。此外,它使 L1 链上用于最终确定规范 rollup 链的规则变得复杂,从而引入了系统的复杂性。系统的这种复杂性可能导致 L1 成本增加,用于证明提交或链最终确定。

最后但并非最不重要的一点是,根据密码经济激励决策中的选择(稍后会提到),间隙可能会使与分叉/Slot最终确定相关的付款与其证明的提交脱钩。

最终,这种设计决策有利于最终确定的速度,但牺牲了系统的复杂性,并可能增加 Prover 的 L1 成本。

显式的 Sequencer-Prover 耦合

如“Prover 选择”决策中所述,Taiko 已决定硬耦合 Sequencer 和 Prover。“硬耦合”引入了通过活跃性问题减慢系统最终确定的可能性,但会导致更高的系统效率。

系统资本效率的提高归功于两个因素。首先,由于参与者能够提前进行链下同步。其次,因为 L1 没有实施“领导者选举”Prover 的实施开销。

最终,这种设计决策有利于成本效率和系统简洁性,而不是可能的延迟最终确定。

Sequencer 奖励

Sequencer 获得两种类型的奖励。首先,Sequencer 获得 L2 区块中所有 EIP1559 的小费。其次,Sequencer 会铸造 TKO 代币,作为提交序列的奖励。

奖励结构旨在激励 Sequencer 为用户提供更便宜的交易。

这意味着 Sequencer 会提前获得报酬(一旦他们提交一个序列)。提前付款对 Sequencer 来说更安全,资本效率更高 —— 除了需要一种将收到的奖励兑换为 ETH 的方式之外,他们不需要庞大的库存来支付 L1 tx 成本。然而,提前付款会通过不当行为引入系统性风险,这需要通过具体的 Sequencer 惩罚机制来解决。这方面的一个例子可能是恶意行为者监控 L1 内存池并抢先诚实的 Sequencer 并夺取他们的利润。为了避免这种情况,需要扩展系统以解释此类攻击向量。

最终,这种设计决策有利于 Sequencer 的资本效率和网络速度,同时在 Sequencer 惩罚部分牺牲了系统复杂性。

Sequencer 惩罚

虽然 Sequencer 通过 L2 区块小费和 L1 TKO 铸币获得报酬,但他们还需要为 Prover 证明服务付费。实际上,此付款充当 Sequencer 的 stake

如果 Sequencer 恶意行为(例如,提出无效区块),Prover 将能够证明这一点,并且 Sequencer 将损失 L2 小费并已向 Prover 付款。没有引入进一步的明确惩罚。

最终,这种设计决策有利于系统的安全性,但可能会增加交易成本,因为它要求 Sequencer 预先投入资金(用于链下支付 Prover)。 这些惩罚机制通过阻止恶意行为来帮助保持网络安全。

Prover 奖励

Prover 由 Sequencer 链下支付,但是他们需要在链上发布一个 bond,以表明他们将证明该序列。如果在分配的时间范围内正确行事,他们将获得 bond 并有效地获得全部奖励。

这种付款方式有效地充当了 Prover 的 stake,从而确保了系统的安全性。

最终,此决定促进了正确的行为,而无需预先投入大量资金或牺牲网络最终确定的速度。

协议密码经济动态

协议的密码动态以一种平衡的方式进行,Sequencer 获得小费和 TKO 的报酬,而 Prover 由 Sequencer 支付,并需要从他们那里购买 TKO。该协议由 L2 协议的基本费用支付,使其可能能够自给自足。

然而,当 Prover 和 Sequencer 随着时间的推移不断积累它时,TKO 代币可能会变得通货膨胀。这可能会导致所需的小费逐渐增加,以使系统可行。

最终,这种动态很好地平衡了各种参与者的激励,但是随着时间的推移,它可能会导致交易成本增加。该协议的动态还旨在维护去中心化和安全性的核心原则,从而确保与 Ethereum 的基本价值观保持一致。

结论

关于去中心化的一般性意见

总体而言,TAIKO 的架构方法非常平衡。所做的设计决策有利于网络的交易框架,而不会不必要地牺牲过多的交易成本和最终确定速度。 Taiko 的平台通过提供一个强大的环境来增强社区力量,用户、验证者和开发人员可以在其中协作构建 去中心化应用程序 并与之交互,从而增强信任、去中心化和包容性参与。该设计坚持高标准的安全性及去中心化。

很容易看出在 rollup 的密码经济设计中投入了大量精力,但是可以进一步改进以联系松散的末端。这些松散的末端主要围绕 TKO 代币的通货膨胀和空块的奖励。

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