探究Layer2排序器的原理、现状及未来发展

Layer2的主要收入来源是用户支付的Gas费，扣除向Layer1提交数据的费用后，剩余部分基本就是纯利润。根据数据统计，2023年下半年某Layer2项目的利润约为523万美元，另一项目全年利润达1650万美元，第三个项目从3月到12月的利润高达2224万美元。

这些巨额利润的背后，与Layer2项目运行的排序器密切相关。那么，排序器是什么？它在Layer2中如何工作？目前中心化排序器面临哪些问题？未来排序器又将如何发展？本文将深入探讨这些问题。

排序器的原理

排序器是Layer2中的关键角色，主要功能是接收用户交易、执行交易，然后将排序压缩后的交易批次提交到Layer1。

可以将排序器比作公交车司机。以往用户直接在以太坊上交易，就像自己开车进城，容易遇到拥堵。而Layer2就像公共交通系统，排序器就是公交车司机。司机告诉大家不用自己开车了，只要付一些服务费就能送到目的地，既省钱又省力。为了最大化利用车内空间，司机会尽可能装满乘客再发车，还会对乘客进行重新排列，使车内乘客紧密排列。

谁可以运行排序器？

常见的方案有：

1. 中心化排序器：由Layer2团队或指定组织唯一运行，效率高成本低，是团队最喜欢的方案。

2. 完全无许可排序器：任何人都可以排序并提交到Layer1。看似公平，但缺点明显。排序器不同于Layer1矿工或验证者，不提高最终安全性。多人同时提交批次时只有一个会被收录，导致资源浪费。

排序标准是什么？

通常有两种方式：

1. 先到先服务：类似先上车先占座，先发出的交易先排序。

2. 按Gas费排序：急需处理的交易可以多付费优先打包。

主流Layer2多采用第一种方式。实际上Layer2对排序方式没有硬性规定，排序器理论上可以自行决定排序方式。

排序器可能作恶吗？如何防范？

理论上排序器可以作恶，如撤销交易后谎报成功，或在交易中夹带恶意交易转移用户资产。

为防止作恶，不同Layer2采取了不同约束措施：

• Optimistic Rollup使用欺诈证明，在争议期内（通常一周）如无人证明数据有误，提交的数据将永久不可更改。

• ZK Rollup采用有效性证明，对批次进行实时验证，通过后在Layer1得到最终确认，无争议期。

中心化排序器引发的问题

目前主流Layer2多采用中心化排序器方案，由官方或附属组织运行。虽然便于管理、提高效率并创收，但仍引发用户担忧：

1. 抗审查性弱：单一实体运行，无法与Layer1的大量验证者相比。可能因法规要求剔除交易或设置黑名单。

2. 弱活跃性：单点故障风险高。大量交易请求可能导致系统宕机。

3. 获取不当MEV收益：排序器可能操纵交易顺序获取额外收益。私有内存池等做法也引发质疑。

未来发展

主流Layer2意识到中心化排序器的问题，都提出了去中心化方案，但目前仅停留在文档或白皮书阶段。相比分散权力和收益，它们更专注于提升网络性能和生态建设。

去中心化排序器方案

1. 地理去中心化：在全球不同位置部署多个排序器，由声誉良好的组织轮流运行。

2. 排序器拍卖：通过智能合约进行拍卖，获胜方需质押保证金。

3. 领导者选举：质押代币参与随机抽选，概率与质押金额成正比。

4. Based Rollup：由以太坊验证者主导Layer2交易排序，技术难度高，仍有待解决问题。

共享排序器

取消单个Layer2专属排序器，多个Layer2共用第三方排序器网络。优点包括实现跨Layer2原子可组合性、防止MEV提取等。目前有多个项目在建立共享排序器网络。

总结思考

去中心化排序器或共享排序器能否完美解决中心化问题仍有待观察。MEV问题在以太坊等无需许可网络中已十分严重，去中心化后的Layer2排序器是否会重蹈覆辙？共享排序器虽能提高互操作性，但如果被广泛使用，是否又会引发新的中心化问题？

区块链的去中心化是一个漫长过程。排序器作为Rollup的关键组件备受关注，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。