前言：Rollup发展现状与挑战
时光荏苒，距离Optimism发行代币已过去一年有余，Arbitrum发币也已有半年光景。发币只是这些Layer2项目万里长征的第一步，在此期间，Optimism完成了Bedrock重大升级，推出了模块化L2堆栈OP Stack，并孕育出Base等明星Rollup项目；而Arbitrum则专注于探索L3应用，推动Arbitrum Orbit生态发展。
在这两大巨头的引领下，Rollup赛道的总锁仓价值(TVL)一度突破100亿美元大关，目前稳定在100亿美元左右。作为以太坊扩容的”招牌”解决方案，Rollup在广受赞誉的同时，其中心化和非抗审查的特性也逐渐显现。目前主流Rollup项目如Arbitrum、Optimism、StarkNet等均由官方运营中心化排序器，虽然这些项目都将排序器去中心化列入发展路线图，但短期内仍处于规划阶段。作为Rollup去中心化拼图中最关键的一块，排序器去中心化不仅具有重要战略意义，更是社区用户的共同期待。
截至2023年10月1日的L2赛道TVL数据（来源：L2Beat）
Rollup交易费用解析
在深入探讨排序器之前，我们需要先了解Rollup交易费用的构成。用户在Arbitrum等Layer2网络上进行交易时支付的gas费主要由两部分组成：L2执行费用和L1数据费用。
L2执行费用是指交易在Layer2链上执行的成本，每笔L2交易都需要支付这笔费用。具体计算方式为：交易燃气价格（L2基础费用+L2优先费用）乘以L2燃气使用量。而L1数据费用则是将L2交易数据发布到以太坊主链的成本，通常这部分费用要高于L2执行费用。
整体来看，Rollup交易总费用等于L2执行费用与L1数据费用之和。而排序器的净收入则是交易总费用减去运营成本和L1数据费用后的剩余部分。目前由项目方运营的中心化排序器拥有一定程度的定价权，这也是几个知名Rollup项目能够获得可观收益的重要原因。
排序器的本质与作用
排序器，顾名思义就是负责交易排序的角色。在比特币网络中，交易排序由矿工负责；在以太坊则由节点集合完成，这些都不是固定角色，而是通过共识机制动态确定。
当前主流Rollup都采用单一中心化排序器。用户发起的L2交易首先进入内存池（此时交易处于无序状态），排序器将这些交易排序、压缩成有序批次后，发送到以太坊的数据可用性层。
排序器工作流程示意图
Rollup是否必须依赖排序器？
答案是否定的。Rollup上的交易完全可以绕过排序器直接提交给L1基础层，由以太坊主网负责排序和结算。但这样做的代价是gas费用大幅增加，交易确认时间显著延长。
Rollup排序器就像是为交易开辟了一条”快车道”，将成百上千笔L2交易压缩聚合成单笔L1交易，从而大幅降低gas成本。这也是目前主流Rollup都采用中心化排序器的原因——为用户提供更低的交易成本和更快的确认速度，大幅改善用户体验。
中心化与去中心化排序器对比
中心化排序器的利弊
中心化的优势显而易见：交易排序完全由单一主体掌控，无需轮换排序器或达成排序共识，因此能实现极快的交易确认速度，用户体验极佳。
但中心化也赋予了排序器极大的自主权，它可以随意调整交易顺序以最大化套利机会，攫取MEV价值，甚至延迟或完全审查用户交易。排序器不仅可以在单个区块内通过改变交易顺序获取MEV，更危险的是，由于它控制着连续多个区块的排序，很容易实施规模更大的跨区块MEV攻击。
除了主动作恶外，排序器也可能因无意错误损害用户体验。例如错误地将已花费代币的交易重新包含在软承诺中，导致交易迟迟无法确认；或者单一排序器宕机导致整个二层网络长时间无法出块。
虽然鱼与熊掌不可兼得，但Rollup性能的优化绝不能以牺牲去中心化和抗审查为代价。
去中心化排序器的探索
如果说中心化是”1″，那么去中心化就是”多”。各种去中心化排序器方案实现路径虽有差异，但核心理念都是权力下放。排序权不再集中于单一主体，而是基于特定选举机制从排序器集合中选出，并定期轮换。
去中心化能有效遏制排序器持续攫取MEV，防止单一排序器审查用户交易。配合相应的惩罚机制，还能规范排序器的行为。
去中心化排序器赛道概览
经过以上铺垫，我们终于进入正题。目前去中心化排序器主要有两种实现方式：Rollup项目方自建，或借助第三方服务。后者也可称为”排序即服务”(Sequencing-as-a-Service)。
Espresso、Astria、SUAVE、Radius等项目都专注于去中心化排序器解决方案，各自采用不同的技术路径。
Espresso方案解析
Espresso Systems最初是一家隐私解决方案服务商，在2022年3月获得由Electric Capital、红杉资本和Blockchain Capital等机构参投的近3000万美元A轮融资后，基本转型专注于Espresso Sequencer的开发，为Rollup提供去中心化排序器服务。
Espresso融资情况
在Espresso排序机制下，L2交易的生命周期大致如下：用户交易首先发送到Rollup服务器API，进入内存池后，由通过HotShot共识选举出的排序器进行排序并打包进区块。排序器将交易广播，经其他节点达成HotShot共识后执行，提供快速确认的软承诺。随后，排序器将附带共识证书(QC)的区块承诺存储在L1排序器合约中，Rollup节点将新状态提交到L1（zkRollup需附带有效性证明，Optimistic Rollup开启挑战期），最后由L1 Rollup合约验证QC的有效性。
Espresso排序机制下的L2交易生命周期
简单来说，HotShot共识从排序器集合中选出一个负责交易排序，该排序器打包的区块必须获得2/3以上节点同意才具有”最终性”，然后才能提交给L1验证。这里的”最终性”是为了快速确认交易，而真正的最终性仍需L1验证来确保，继承了以太坊的安全性。
Espresso与EigenLayer的协同
Espresso通过HotShot共识解决排序器轮换和交易”最终性”问题，同时引入EigenLayer解决排序器准入问题。EigenLayer的再质押机制使以太坊验证者可以同时担任Espresso排序器，为HotShot共识提供安全保障。这意味着以太坊质押者不仅能获得PoS奖励，还能捕获Layer2的MEV价值。
EigenLayer的去中心化排序器方案
作为通用解决方案，Espresso已与Arbitrum、OP Stack、Caldera、AltLayer等众多明星模块化项目建立生态合作。
Astria方案特点
Astria定位为通用、无需许可的去中心化排序器，为不同Rollup提供开箱即用的共享排序服务。2023年4月，Astria宣布完成由Maven 11领投的550万美元种子轮融资，跟投机构包括1k(x)、Delphi Digital等知名投资方。
Astria提出两种排序器轮换机制：简单的领导者轮换和拜占庭容错(BFT)共识算法。前者通过排序器集合轮流负责交易排序，实现快速出块；后者要求2/3以上排序器就排序达成共识，安全性更高但会带来网络延迟。
SUAVE的创新设计
由Flashbots开发的SUAVE是一条EVM兼容链，通过区块”竞标”实现交易排序。其架构包含三大核心组件：通用偏好环境汇聚用户交易偏好；执行市场通过竞争为用户提供最佳执行；去中心化区块构建网络最终打包交易。这种设计使多链用户偏好透明化，有效解决跨链MEV问题。
Radius的加密方案
Radius采用加密内存池技术，通过”实用可验证延迟加密”(PVDE)确保排序器在排序时无法查看交易内容，从根本上杜绝MEV攫取。用户提交加密交易和证明后，排序器需先验证证明，在解密前完成排序，最后Rollup按顺序执行交易。这种设计既保护用户隐私，又确保交易公平排序。
Rollup的战略抉择
面对去中心化排序器这一必然趋势，Rollup项目方需要做出多重战略抉择：是否推进去中心化？采用第三方方案还是自建？选择何种技术路径？
目前Optimism、Arbitrum等头部项目通过中心化排序器获得可观收益，去中心化意味着要分享这部分利益。但如果有项目率先实现排序器去中心化，可能形成示范效应，倒逼整个赛道跟进。在技术路径选择上，集成第三方方案有利于互操作性，而自建方案则能更好赋能原生代币。
未来展望
虽然Optimism、Arbitrum等头部Rollup已发行代币，但真正的竞争或许才刚刚开始。去中心化排序器将成为兵家必争之地。随着zk系Rollup的崛起，竞争日趋激烈，任何决策失误都可能造成难以挽回的损失。但在关乎项目存亡的技术革新面前，Rollup们别无选择，唯有顺应去中心化的大势所趋。
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