Rollup排序器完全指南：概念、现状与共享排序

原文作者：James Prestwich

原文编译：0x11 ，Foresight News

共享排序器正在飞速发展，是时候对它是什么及其存在的原因进行深入分析了。这篇文章分析的对象仅限于 Optimistic Rollup，欢迎 ZK 关注者前来指教。

排序器是什么？

排序器是 Optimistic Rollup 中的半信任化角色。虽然交易可以由主链本身进行排序，但这并不经济，用户必须单独提交其 Rollup 交易对应的主链交易，并支付主链上费用。排序器通过允许 Rollup 交易共享单个主链交易来为用户解决这些问题。

排序器聚合链下的多笔用户交易来补充主链的排序，并将它们作为单个交易集合提交到主链，交易成本在用户间分摊。排序器还可以压缩交易集合，进一步节省主链数据可用性成本。与依赖 排序器的用户相比，自主排序的用户将为包含在 Rollup 中的交易支付更多费用。

但是，排序器可以对交易集合中的交易排序进行控制。它可以选择不包含用户交易，从而迫使用户自行排序，支付更高的主链成本。它还可以通过重新排序和插入提取的方法在交易集合中提取 MEV。它们实际上拥有对 Rollup 的优先写入权限。值得注意的是，因为排序器可以与合约交互，所以只有绝对可靠的交易才能通过链上机制可靠地强制执行，不可靠的交易在强制排序时很可能会失败。

这使得排序器成为 Rollup 用户的半信任方。虽然排序器无法阻止用户访问 Rollup，但他们可以延迟用户的访问，导致用户承担额外的费用，并从用户的交易中提取价值。通过去中心化进一步约束排序器的行为是一个活跃的研究课题。

排序和执行有什么区别？

排序器是主链排序的补充，它不计算 Rollup 的状态，实际上它可能会选择对无效交易进行排序。Rollup 节点必须解析和清理排序数据，导出 Rollup 的有效历史记录，并执行历史记录以生成最新状态。排序器则完全不参与此过程。 

不过，正如我的朋友 Fred 不断提醒我的那样，一旦交易被排序，结果就是确定的。这意味着所有 Rollup 节点将根据排序器生成的顺序达成一致结果。给定已知历史，Rollup 有一个正确的状态。一旦节点找到这个状态，一个或多个提议者会将其提交给主链的 Rollup 合约。

理论上，任何节点都可以是提议者，不需要任何权限。提议者将状态连同保证金一起提交给主链。如果欺诈证明结果是状态无效，保证金就会被没收。该合约在计时器结束后接受证明，然后其中包含的用户交易在主链上执行。执行节点通过欺诈游戏确保提议者诚实，我们倾向于将执行节点称为「Rollup 全节点」或「验证者」。  

换句话说，一旦排序被提交到主链，状态就变成最终的和不可变的。提议者计算并报告最终状态给 Rollup 合约，以维护 Rollup 到主链的资产桥的利益。提议者不会创造状态，他们只是计算并证明它。Rollup 合约不会创建或最终确定 Rollup，它只是从提议者那里获得 Rollup 状态。

为什么要将排序和提议分离？

这是一个复杂的问题。从根本上说，将它们分开是因为它们本身是分开的。这听起来像是同义反复，但似乎每个人都花了很长时间才意识到这一点。我们蓦然回首，才发现 Rollup 的思想历史多年来一直在 Plasma 和状态通道中曲折发展。在基于比特币的 proto-Rollup 早期，并没有排序器，用户只需将他们的交易发布到主链。之后，这种设计消失多年，最终因为 Barry 的工作重新出现。在 Barry 和 Celestia 之间，Rollup 的研究主要集中在 Rollup 桥与主链的交互上。在 Sovereign Rollup 出现之前，甚至没有人意识到我们其实在构建更好的 Mastercoin。

抛开出处不谈，排序器解决了一个特定的问题：用户交易成本最小化。然而，这个过程中又引入了一个新问题：排序器可以同时对同一交易产生多个排序结果。如果排序完全由主链完成，将会有一个单一的规范排序，但用户交易费用会更昂贵。我们选择使用排序器来改善 Rollup 中的用户体验。

假设存在很多个排序器，因为有多个提议者。排序器们可以提交相互冲突的排序，我们现在需要一种机制来「规范」主链上的特定排序批次。当前的 Rollup 通过一个单一的、特定的、已知的、半可信的排序器来实现这一点。选择单个排序器使我们能够解决这个问题，直到去中心化排序器到来。因为我们想要多个提议者，但只需要一个 排序器，所以必须将这两个角色分开。

数据依赖性是另一个重要的原因：提议者需要排序，但是排序器不需要状态。提议者依赖于排序器工作的输出，但是排序器不依赖于提议者。因为数据依赖是单向的，所以需要在角色之间划定界限，并允许参与者专注于单一角色。