In diesem Artikel entdecken wir, was der Sequencer-Knoten ist, eine wesentliche Komponente des Ethereum-Rollup-Ökosystems.
Diese Infrastruktureinheit ist für eine Reihe von Prozessen verantwortlich, die die Daten der auf den L2 durchgeführten Transaktionen in das Haupt-L1 bringen und als Verbindungspunkt fungieren.
Die Funktionsweise und der Grad der Dezentralisierung des Sequencers beeinflussen direkt die Sicherheit, die Zuverlässigkeit und die Zensurresistenz dieser Lösungen.
Wir sehen alles im Detail unten.
Was ist der Sequencer und welche Rolle spielt er in der EVM-Welt
Im Bereich der Skalierungslösungen von Ethereum, ist der Sequencer eine Entität, die Transaktionen off-chain ordnet, ausführt und aggregiert, bevor sie auf der Layer-1-Blockchain veröffentlicht werden. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Skalierbarkeit und Effizienz der Layer-2-Lösungen, wie die Rollups, zu verbessern, indem die Gaskosten gesenkt und die Finalisierung der Transaktionen beschleunigt werden.
Technisch als Knoten definiert, verarbeitet der Sequencer die auf den Rollups ausgeführten Transaktionen und fasst sie in einem komprimierten „Charge“ zusammen. Dann sendet er diese Daten an Ethereum, wo sie offiziell registriert und der primären Kette hinzugefügt werden, die für die Sicherheit verantwortlich ist.
Je nach Architektur des Layer-2 kann der Sequencer zentralisiert oder dezentralisiert sein und kritische Aspekte wie die Reihenfolge der Transaktionen, die Datenverfügbarkeit und die Zensurresistenz beeinflussen.
Im Falle der Optimistisches Rollupwie zum Beispiel Arbitrum und Optimism, ordnet der Sequencer die Transaktionen und veröffentlicht sie auf Ethereum, wobei davon ausgegangen wird, dass sie alle gültig sind, es sei denn, sie werden angefochten. Bei den ZK-Rollup hingegen, wie zum Beispiel Starknet und ZkSync, erstellt der Sequencer neben der Verarbeitung der Transaktionen auch kryptografische Beweise, die dann auf Ethereum überprüft werden. Schließlich findet bei den Rollups vom Typ Gültig wie ZkFair und Rhino.fi ein hybrider Prozess statt, da die Daten teilweise off-chain verifiziert werden.
Es ist wichtig zu betonen, dass diese Figur auch von anderen Blockchains und Skalierungslösungen verwendet wird, aber um Verwirrung zu vermeiden, werden wir uns in diesem Artikel nur auf die EVM-Welt konzentrieren. Zur Kenntnisnahme weisen wir darauf hin, dass ähnliche Komponenten wie Sequencer in Ökosystemen wie Cosmos, Avalanche Subnets und Celestia existieren.
Der Arbeitsablauf der Sequencer in den verschiedenen Rollups von Ethereum
Wenn wir tiefer in die verschiedenen Aufgaben der Sequencer eintauchen, sehen wir, wie diese den Lebenszyklus einer Transaktion verwalten, die innerhalb eines rollup ausgeführt wird.
Wir können ihren Arbeitsablauf in 3 grundlegende Schritte unterteilen: die Sammlung und Sortierung der Transaktionen, die Ausführung und die Veröffentlichung auf Ethereum.
1) Erfassung und Sortierung der Transaktionen
Die Benutzer senden die Transaktionen an den Sequencer anstatt direkt an die L1, welcher sie in einem bestimmten Block gemäß einer bestimmten Ordering-Strategie ordnet. Allgemein finden wir in Rollups eine „Versteigerbasiert“-Strategie, bei der eine Auktion stattfindet, um die Ausführungsreihenfolge zu bestimmen (wer mehr Gebühren zahlt, hat Vorrang und wird zuerst geordnet).
Andere Strategien können vom Typ „Zuerst komme zuerst serviert“ sein, bei denen die Transaktionen in der Reihenfolge akzeptiert und verarbeitet werden, in der sie ankommen.
2) Ausführung und Berechnung des Zustands
Nachdem der Sequencer die Reihenfolge der Transaktionen festgelegt hat, führt er sie lokal aus und aktualisiert den Zustand des Rollups off-chain.
Diese Ausführung ist deterministisch und folgt den vom smart contract des Rollups auf L1 definierten Regeln, wodurch die Integrität der Operationen sichergestellt wird.
3) Produktion von Batch und Veröffentlichung auf L1
An diesem Punkt werden die Transaktionen in Batches gruppiert und an das L1 Ethereum gesendet.
Der Sequencer veröffentlicht nur die wesentlichen Daten (calldata) für die Datenverfügbarkeit (DA) und stellt sicher, dass Ethereum den On-Chain-Zustand immer rekonstruieren kann. Dieser Schritt stellt sicher, dass der minimale Rechenaufwand eingesetzt wird, um die Gebühren des L2-Netzwerks niedrig zu halten.
Je nach Art des Rollups können diese 3 Schritte mehr oder weniger signifikant variieren, wie in der folgenden Tabelle gezeigt.
| Rollup-Typ | Datensammlung | Ausführung | Veröffentlichung auf L1 |
| Optimistisches Rollup (Arbitrum, Optimismus) | Der Sequencer sammelt die von den Nutzern gesendeten Transaktionen. | Der Sequencer ordnet und führt die Transaktionen aus, dann veröffentlicht er sie in Batches. | Die Daten werden on-chain gepostet, und die Transaktionen werden nach der Challenge-Periode akzeptiert. |
| ZK-Rollup (Starknet, Zksync) | Der Sequencer sammelt die Transaktionen und erstellt ein Datenbatch zur Verarbeitung. | Der Sequencer führt die Transaktionen aus und generiert einen ZK-Beweis, um die Gültigkeit zu demonstrieren. | Der kryptografische Beweis garantiert die Gültigkeit der Transaktionen, ohne dass eine Challenge erforderlich ist. |
| Gültig (StarkEx) | Der Sequencer sammelt die Transaktionsdaten, hält sie jedoch off-chain. | Der Sequencer führt die Transaktionen off-chain aus und aktualisiert den Status. | Die Daten sind nicht vollständig on-chain, was die Kosten senkt, aber weniger Sicherheit bietet als die on-chain Rollups. |
Das Problem der Zentralisierung der Sequencer
Derzeit sind die meisten Sequencer auf Ethereum zentralisiertda fast alle Rollups einen einzigen Knoten haben, der für die Verbindung zwischen L2 und L1 verantwortlich ist. Diese Konfiguration ist in den „Stufe 0“-Phasen der Rollups unerlässlich, wo ein Kompromiss zwischen Dezentralisierung und Skalierbarkeit notwendig ist, um die gesamte Infrastruktur in ihrer anfänglichen Entwicklungsphase funktionsfähig und effizient zu machen.
Mit der Zeit zielen die Rollups darauf ab, ihre Sequencer zu dezentralisieren, indem sie neue Lösungen zur Teilung und Föderation von Knoten einführen und so zu den Phasen „Stufe 1“ und „Stufe 2 “ übergehen. In der Zwischenzeit könnte jedoch die übermäßige Zentralisierung der Sequencer, auch wenn sie nur für einen begrenzten Zeitraum besteht, schwerwiegende strukturelle Probleme im betreffenden Second-Level-Netzwerk verursachen.
Zunächst einmal führt die Übertragung der Kontrolle auf einen einzelnen Knoten zu einem „Einzelpunkt des Versagens“: Sollte der Sequencer einem Angriff, einem technischen Defekt oder einer Manipulation ausgesetzt sein, könnte die gesamte Infrastruktur kompromittiert werden, was zu Verzögerungen bei den Transaktionen oder sogar zu Dienstunterbrechungen führen könnte. Darüber hinaus könnte diese Machtkonzentration das Zensurrisiko bei Transaktionen erleichtern, da der einzelne Betreiber die Möglichkeit hätte, Transaktionen willkürlich auszuschließen oder neu zu ordnen, indem er MEV-Strategien anwendet.
Ein weiterer kritischer Aspekt betrifft das Vertrauen: Das Fehlen eines verteilten Validierungsmechanismus macht es den Nutzern schwer, unabhängig zu überprüfen, ob die Transaktionen korrekt abgewickelt wurden. All dies untergräbt das Prinzip der Dezentralisierung, das der Philosophie von Ethereum zugrunde liegt.
Die Zentralisierung der Knoten stellt ein zweischneidiges Schwert dar: das praktische Beispiel des Layer-2 Linea.
Eine übermäßige Zentralisierung der Sequencer stellt sich als zweischneidiges Schwert dar, das in der Lage ist, buchstäblich ein gesamtes Ökosystem vor dem Zusammenbruch zu retten, aber gleichzeitig zu einer stark willkürlichen Zensur des Netzwerks führen kann.
Was im Juni letzten Jahres auf Layer-2 Linea während des Hacks und des Exploits des Protokolls Velocore geschah, ist ein anschauliches Beispiel dafür.
Bei dieser Gelegenheit, während des Cyberangriffs auf den DEX, hat das Team von Consensys (das das Rollup Linea verwaltet) beschlossen, die Blockproduktion zu stoppen, indem es seinen Sequencer „ausschaltete“. Dadurch, dass die Chain praktisch eingefroren war, konnte das Team von Velocare den Vorfall eindämmen und die festgestellte Code-Schwachstelle beheben. In der Zwischenzeit hat Consensys die Adresse des Angreifers zensiert, wodurch die Kommunikation mit dem Sequencer unmöglich wurde (der, wie wir erinnern, die Transaktionen validiert und an das L1 sendet).
Wenn der Sequencer nicht abgeschaltet worden wäre, hätte es sehr schwerwiegende wirtschaftliche Konsequenzen gegeben, mit Auswirkungen nicht nur auf Linea, sondern auch auf Ethereum.
Die Hacker hätten mehr Mittel aus den anfälligen Smart Contracts abziehen können, was zur Wertlosigkeit der auf Linea basierenden Vermögenswerte geführt hätte. Außerdem hätte der Angreifer den Zustand des Netzwerks verändern können, was es schwieriger gemacht hätte, das Problem zu erkennen und zu beheben.
Dies hätte auch Auswirkungen auf andere mit Linea verbundene DeFi-Protokolle gehabt, wodurch viele Nutzer Liquidationen oder irreversible Verluste erleiden würden.
Das Ereignis des Hacks von Velocore hat die Ethereum-Gemeinschaft dazu gebracht, über das delikate Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Dezentralisierung nachzudenken. Einerseits hat das schnelle Eingreifen von Consensys eine finanzielle Katastrophe verhindert und Benutzer sowie Protokolle vor erheblichen Verlusten geschützt. Andererseits haben das Abschalten des Sequencers und die Zensur der Adresse des Angreifers Bedenken über die übermäßige zentrale Macht der Layer-2-Betreiber aufgeworfen.
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