金色觀察｜PoE：一種新的zk-rollups共識機制_POE

該共識由PolygonHermez的DavidSchwartz和JordiBaylina發表在以太坊研究者論壇，具體整理如下。

PoE是為zkEVM實現開發的一種新的共識機制。它利用了v1.0中現有的Proof-of-Donation的經驗，旨在構建第一個去中心化zk-rollup并支持多個協調者的無許可參與，以便在L2中批量生產。

目前在考慮針對v2.0(zkEVM)改進此協議。

背景

在zk-rollups中，完全的去中心化是困難的，迄今為止很難找到一個好的解決方案。是因為PoS等協議在擴容過程中存在問題。

在L2上，需要生成具有高性能的zk有效性證明，是一項大量的密集的計算工作，因此，會產生一些有中心化特征的驗證方法。因為不能保證將生成“批次”的權利分配給任何隨機驗證者。

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捐贈證明/燃燒證明基于去中心化拍賣模型，以獲得在特定時間范圍內生產批次的權利。驗證者需要非常高效才能具有競爭力，這已經代表了一個很大的進步。

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但該模型的問題是，在特定時間內，網絡由單個參與者控制。

另一方面，拍賣協議對于協調者/驗證者來說很難實現自動化，而且參與拍賣需要提前一段時間出價。這樣都讓該過程存在問題。

所以新共識協議需要涵蓋此類L2zk-rollup共識模型所需的關鍵屬性：

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效率

避免任何一方的控制

防止惡意攻擊

與網絡中的價值成正比的總驗證工作量

PoE

創建批次的協議由一個兩步模型組成，第一是定序器，第二是聚合器。

定序器

在此模型中，定序器是從用戶那里收集L2交易，因此他們通過發送包含所有選定L2TX數據的L1TX來選擇和預處理網絡中的新L2批次。任何人都可以成為定序器，這是一個無需許可的角色，由通往網絡的網關組成。

有趣的是，這些提議的批次將記錄在zk-rollup模型的L1事務中。

當定序器運作時，會發生相關的批處理提案：

例如資金池中交易的相關經濟價值，例如MEV。或一些用戶的高級別需求。

為了向網絡提議一個新批次，定序器將需要支付L1網絡的gas費以生成包含所有批次交易數據的TX，并且該協議定義了需要存入的$MATIC代幣費用。這樣，定序器就有動力提出具有有效交易的有效批次。

批處理費用將根據網絡負載而變化，這根據協議智能合約自動調用的參數計算。

批次以L1交易的格式表示，帶有CALLDATA中的信息，將用作L2網絡的數據可用性，并且任何新的無許可節點都將能夠同步狀態，也可以從該信息中重建。

一旦被挖掘，這些具備數據可用性的L1交易定義了將被執行的L2TX和特定的順序。這會創建一個確定性的新狀態，可以由網絡節點將其計算為虛擬的未來狀態。

當然，當新狀態的有效性證明在L1中生成和挖掘后，將應于協議的第二部分。

聚合器

zk-rollups的主要優勢之一是提供交易的有效性證明以及快速確定性。PoE協議嘗試提高這些證明的有效性。

聚合者是在PoE共識協議中以無許可方式參與的各方。

在這種機制中，創建L2新狀態的有效性證明的權利只需成為第一個聚合器即可獲得。

它的工作方式如下：

L1中的定序器s提出的批次按照它們在L1中的出現位置進行排序，包含交易數據。PoE智能合約接受最新有效狀態的第一個有效性證明，包括一個或多個提議的批次。

聚合器需要定義他們的目標以觸發證明生成，并且會根據這些交易進行一些策略調整，以提高效率。

例如，如果有包含少量TX的批次，一些聚合器可能會在發現更多交易之前生成了證明并生成包含N個提議批次的狀態變化的證明，這是低效的。

對于較慢的聚合器，如果發送的證明沒有提出新狀態，智能合約將使用Revert執行，并使用整個狀態數據庫的merkle樹哈希進行檢查。

當然，只有在聚合器正確處理了建議的批次時，證明才會存在，這意味著聚合器需要不斷處理交易批次。

這種機制避免了對單方的控制和許多潛在的攻擊，因為雖然任何定序器都可以提出一個批次，但是有成本的。

Polygon?Hermez網絡未來將啟動一個引導聚合器，以在引導階段以特定頻率支持新的有效性證明。

另外，無許可排序器作為協議的參與者受益，也是網絡可擴展性的來源。與Volition模式完美兼容的數據可用性模型，可以為用戶啟用不同的服務層。

無需許可的聚合器作為代理執行加密證明生成的專門任務空間，預計對于zkEVM協議來說成本很高。這個框架為他們提供了一個非常簡單直接的模型來管理他們的激勵和回報。

這種架構可以通過基于不同標準設置有效性證明頻率來為去中心化zk-rollup節省大量成本。

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