層二網路的核心組件：排序器的原理、現狀及未來發展

層二網路的主要收入來源是用戶交易時支付的燃料費，扣除向以太坊主網提交數據的成本後，基本就是純利潤。數據顯示，2023年下半年OP Mainnet、Arbitrum和zkSync Era的利潤分別約爲523萬、1650萬和2224萬美元。

這些巨額利潤的背後，與層二網路運行的排序器密切相關。那麼，排序器是什麼？它在層二網路中如何工作？目前面臨哪些問題？未來又將如何發展？讓我們深入探討這些問題。

排序器的原理

排序器是層二網路中的關鍵角色，主要功能是接收用戶交易並執行，然後將排序和壓縮後的批處理提交到以太坊主網。

我們可以將排序器比喻爲公交車司機。以往用戶在以太坊上交易，就像自己開車進城，遇到擁堵時只能等待或多付費用。而層二網路就像公共交通系統，排序器就是公交車司機。用戶只需支付較低的服務費，就能由排序器將交易送達目的地，既省錢又省力。同時，排序器會盡可能地裝滿"車廂"，對乘客進行重新排列，以最大化利用空間。

誰可以運行排序器？

常見的方案包括：

1. 中心化排序器：由層二團隊或指定組織唯一運行，效率高成本低。

2. 完全無許可的排序器：任何人都可以參與排序並提交到主網，但可能造成資源浪費。

排序標準是什麼？

主要有兩種方式：

1. 先到先服務：類似先上車先佔座。

2. 按燃料費排序：急需處理的交易可以多付費獲得優先權。

目前主流層二網路多採用第一種方式，但實際上對排序方式並無硬性規定。

如何防止排序器作惡？

理論上排序器可能作惡，如撤銷交易或插入惡意交易。爲防止這種情況，不同層二網路採取了不同的約束措施：

• Optimistic Rollup使用欺詐證明機制，在爭議期內允許驗證者提出質疑。
• ZK Rollup採用有效性證明，對每個批處理進行即時驗證。

中心化排序器的問題

目前主流層二網路多採用中心化排序器方案，雖然效率高且profitable，但也引發了一些擔憂：

1. 抗審查性弱：單一實體運行易受法規或其他因素影響。

2. 弱活躍性：容易出現單點故障，如系統過載導致宕機。

3. 可能獲取不當MEV收益：排序器擁有操縱交易順序的權力，可能被濫用。

未來發展方向

爲解決中心化排序器的問題，多個層二網路提出了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個排序器。

2. 排序器拍賣：通過智能合約競拍排序器運行權。

3. 領導者選舉：從質押者中隨機選擇排序者。

4. Based Rollup：由以太坊驗證者主導層二交易排序。

除此之外，共享排序器也是一個新興方案，即多個層二網路共用一個第三方排序器網路，可提高原子可組合性並防止MEV提取。

盡管去中心化是區塊鏈的核心理念，但在實際應用中仍面臨諸多挑戰。例如，完全開放的排序權可能導致類似以太坊MEV市場的混亂局面。另一方面，過度依賴共享排序器可能產生新的中心化問題。

排序器在層二網路中扮演着至關重要的角色，其發展與去中心化是一個漫長而艱難的過程。相信隨着不斷探索和努力，當前面臨的問題終將得到合適的解決方案。