层二网络的核心组件：排序器的原理、现状及未来发展

层二网络的主要收入来源是用户交易时支付的燃料费，扣除向以太坊主网提交数据的成本后，基本就是纯利润。数据显示，2023年下半年OP Mainnet、Arbitrum和zkSync Era的利润分别约为523万、1650万和2224万美元。

这些巨额利润的背后，与层二网络运行的排序器密切相关。那么，排序器是什么？它在层二网络中如何工作？目前面临哪些问题？未来又将如何发展？让我们深入探讨这些问题。

排序器的原理

排序器是层二网络中的关键角色，主要功能是接收用户交易并执行，然后将排序和压缩后的批处理提交到以太坊主网。

我们可以将排序器比喻为公交车司机。以往用户在以太坊上交易，就像自己开车进城，遇到拥堵时只能等待或多付费用。而层二网络就像公共交通系统，排序器就是公交车司机。用户只需支付较低的服务费，就能由排序器将交易送达目的地，既省钱又省力。同时，排序器会尽可能地装满"车厢"，对乘客进行重新排列，以最大化利用空间。

谁可以运行排序器？

常见的方案包括：

1. 中心化排序器：由层二团队或指定组织唯一运行，效率高成本低。

2. 完全无许可的排序器：任何人都可以参与排序并提交到主网，但可能造成资源浪费。

排序标准是什么？

主要有两种方式：

1. 先到先服务：类似先上车先占座。

2. 按燃料费排序：急需处理的交易可以多付费获得优先权。

目前主流层二网络多采用第一种方式，但实际上对排序方式并无硬性规定。

如何防止排序器作恶？

理论上排序器可能作恶，如撤销交易或插入恶意交易。为防止这种情况，不同层二网络采取了不同的约束措施：

• Optimistic Rollup使用欺诈证明机制，在争议期内允许验证者提出质疑。
• ZK Rollup采用有效性证明，对每个批处理进行即时验证。

中心化排序器的问题

目前主流层二网络多采用中心化排序器方案，虽然效率高且profitable，但也引发了一些担忧：

1. 抗审查性弱：单一实体运行易受法规或其他因素影响。

2. 弱活跃性：容易出现单点故障，如系统过载导致宕机。

3. 可能获取不当MEV收益：排序器拥有操纵交易顺序的权力，可能被滥用。

未来发展方向

为解决中心化排序器的问题，多个层二网络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个排序器。

2. 排序器拍卖：通过智能合约竞拍排序器运行权。

3. 领导者选举：从质押者中随机选择排序者。

4. Based Rollup：由以太坊验证者主导层二交易排序。

除此之外，共享排序器也是一个新兴方案，即多个层二网络共用一个第三方排序器网络，可提高原子可组合性并防止MEV提取。

尽管去中心化是区块链的核心理念，但在实际应用中仍面临诸多挑战。例如，完全开放的排序权可能导致类似以太坊MEV市场的混乱局面。另一方面，过度依赖共享排序器可能产生新的中心化问题。

排序器在层二网络中扮演着至关重要的角色，其发展与去中心化是一个漫长而艰难的过程。相信随着不断探索和努力，当前面临的问题终将得到合适的解决方案。