Секвенсери в Ethereum: роль, централізація та вплив на безпеку rollup-ів

Що таке секвенсер і як він працює: основа Ethereum rollups

У цій статті ми розглянемо, що таке секвенсер, важливий компонент екосистеми Ethereum rollup.

Ця інфраструктурна одиниця відповідає за ряд процесів, які передають дані транзакцій з L2 до основного L1, виступаючи як точка з`єднання.

Операції та ступінь децентралізації секвенсера безпосередньо впливають на безпеку, надійність і стійкість до цензури цих рішень.

Давайте детально розглянемо все нижче.

Загальний огляд

• Що таке секвенсер і яка його роль у світі EVM
• Робота секвенсерів у різних Ethereum rollups
• Проблема централізації секвенсерів
• Централізація вузлів є двосічним мечем: практичний приклад layer-2 Linea

Що таке секвенсер і яка його роль у світі EVM

У контексті рішень масштабованості для Ethereum секвенсер — це сутність, яка упорядковує, виконує та агрегірує транзакції поза ланцюгом, перш ніж опублікувати їх на блокчейні layer-1. Його головна роль полягає в покращенні масштабованості та ефективності рішень другого рівня, таких як rollups, зменшуючи витрати на газ і прискорюючи фіналізацію транзакцій.

Технічно визначається як вузол, секвенсер обробляє транзакції, виконані в rollups, та упаковує їх у стиснуту `партію`. Потім ці дані надсилаються до Ethereum, де вони офіційно реєструються і додаються до первинного ланцюга, відповідального за безпеку.

В залежності від архітектури другого рівня, секвенсер може бути централізованим або децентралізованим, і він може впливати на критичні аспекти, такі як порядок транзакцій, доступність даних та стійкість до цензури.

У випадку Optimistic rollup, таких як Arbitrum та Optimism, секвенсер упорядковує транзакції та публікує їх на Ethereum, вважаючи їх усіми дійсними, якщо не будуть оскаржені. У zk-rollup, таких як Starknet та ZkSync, секвенсер не тільки обробляє транзакції, але й генерує криптографічні докази, які потім перевіряються на Ethereum. Нарешті, у rollups типу Validium, таких як ZkFair та Rhino.fi, відбувається гібридний процес, оскільки дані частково перевіряються поза ланцюгом.

Важливо підкреслити, що ця фігура також використовується іншими блокчейнами і рішеннями для масштабування, але щоб уникнути плутанини, у цій статті ми зосередимося тільки на світі EVM.

Робота секвенсерів у різних Ethereum rollups

Поглиблюючись в різні завдання, які виконують секвенсери, ми бачимо, як вони керують життєвим циклом транзакції, виконаної в rollup.

Ми можемо згрупувати їх роботу на 3 основні етапи: збір і сортування транзакцій, виконання та публікація на Ethereum.

1. Збір і сортування транзакцій

Користувачі надсилають транзакції до секвенсера замість безпосередньо до L1, який упорядковує їх у конкретному блоці відповідно до стратегії упорядкування. Загалом, у rollups ми знаходимо стратегію `на основі аукціону`, де проводиться аукціон для визначення порядку виконання (ті, хто платить більше, мають пріоритет і обробляються першими).

2. Виконання та обчислення стану

Після визначення порядку транзакцій секвенсер виконує їх локально, оновлюючи стан rollup поза ланцюгом.

Це виконання є детермінованим і слідує правилам, визначеним смарт-контрактом rollup на L1, що забезпечує цілісність операцій.

3. Виробництво партій і публікація на L1

На цьому етапі транзакції групуються у партії та надсилаються до L1 Ethereum.

Секвенсер публікує лише необхідні дані (calldata) для доступності даних (DA), забезпечуючи, що Ethereum завжди може відтворити стан на ланцюзі. Цей крок гарантує, що для утримання низьких зборів у мережі L2 застосовується мінімум обчислювальних зусиль.

Проблема централізації секвенсера

На даний момент більшість секвенсерів в Ethereum є централізованими, оскільки майже всі rollups мають один вузол, відповідальний за управління зв’язком між L2 і L1. Ця конфігурація є необхідною на `Етапі 0` rollups, де потрібно досягти компромісу між децентралізацією і масштабованістю, щоб зробити всю інфраструктуру функціональною і ефективною на початковій стадії розвитку.

З часом rollups прагнуть децентралізувати свої секвенсери, впроваджуючи нові рішення для спільного використання вузлів і федерацій, таким чином переходячи до `Етапу 1` і `Етапу 2`. Водночас надмірна централізація секвенсерів, навіть на обмежений період часу, може створити серйозні структурні проблеми для відповідної мережі другого рівня.

Перш за все, довіряти контроль одному вузлу вводить `один єдиний дефект`: якщо секвенсер зазнає атаки, технічного збою або маніпуляцій, вся інфраструктура може бути скомпроментована, що призведе до затримок транзакцій або навіть перерв у сервісах.

Крім того, така концентрація влади може сприяти ризику цензури транзакцій, оскільки єдиний оператор матиме можливість виключати або змінювати порядок транзакцій на власний розсуд, застосовуючи стратегії MEV.

Ще один критичний аспект стосується довіри: відсутність розподіленого механізму валідації ускладнює користувачам незалежну перевірку того, що транзакції були оброблені коректно. Все це підриває принцип децентралізації, який лежить в основі філософії Ethereum.

Централізація вузлів як двосічний меч: практичний приклад layer-2 Linea

Надмірна централізація секвенсерів належить до двосічних мечів, здатних буквально врятувати цілу екосистему від колапсу, але в той же час призвести до сильної довільної цензури мережі.

Що сталося з layer-2 Linea у червні минулого року під час атаки та експлуатації протоколу Velocore — це чіткий приклад цього.

Тоді, під час кібератаки на DEX, команда Consensys (яка управляє rollup Linea) вирішила зупинити виробництво блоків, `вимкнувши` свій секвенсер. З такими майже `замороженими` ланцюгами команда Velocore змогла стримати інцидент, усунувши виявлену вразливість у коді.

Тим часом Consensys цензуровано адреси нападників, унеможлививши зв`язок із секвенсером (який, нагадаємо, валідовує транзакції та надсилає їх до L1).

Якби секвенсер не зупинився, наслідки могли бути дуже серйозними в економічному плані, з наслідками не лише для Linea, а й для Ethereum.

Зловмисники могли б вивести більше коштів з вразливих смарт-контрактів, що призвело б до знецінення активів на базі Linea. Крім того, нападник міг би змінити стан мережі, ускладнивши виявлення та виправлення проблеми.

Це могло б мати наслідки для інших DeFi-протоколів, пов`язаних з Linea, змушуючи багатьох користувачів зазнавати ліквідацій або незворотних втрат.

Подія з викраденням Velocore спонукала спільноту Ethereum задуматися над делікатним балансом між безпекою та децентралізацією. З одного боку, швидка реакція Consensys запобігла фінансовій катастрофі, захистивши користувачів і протоколи від значних втрат. З іншого боку, вимкнення секвенсера і цензура адреси нападника викликали занепокоєння щодо надмірної централізованої влади, що перебуває у розпорядженні операторів layer-2.