詳解 Metis 排序器去中心化的優勢與挑戰

Kyle
分享
詳解 Metis 排序器去中心化的優勢與挑戰

近期鏈上資金快速提升的 Layer2 網路 Metis 是什麼?其抓準 Rollups 排序器中心化議題切入市場,藉由打造排序器點對點網路與質押共識機制,做到第一個去中心化排序器,成功吸引市場關注。

(本文非投資建議)

Metic 基本資料介紹

Metis 是 Ethereum 生態的通用型 Layer2 網路,該專案於 2021 年五月啟動,並於當年十一月啟動主網 Andromeda。

廣告 - 內文未完請往下捲動

Metis Andromeda 的特點包含其虛擬機 MVM 達到 EVM 等效 (EVM Equivalence)、相對早期完成排序器 (Sequencer) 去中心化等,在現有主流 Layer2 競爭中有著獨特亮點。Metis 最初是作為 Optimism 的硬分叉網路,不過隨著後者對於排序器去中心化權力的掌握之後,Metis 並嘗試走出自己的一條路,從設計之初就以去中心化排序器的方向努力。

(Rollups策略解讀|主流Layer2為何不將排序器去中心化?推出Stack為何是解套方法?)

Metic 成為市場熱點

鏈上資金快速增長

近期 Metis 鏈上資金 (TVL) 快速增長。自本月 20 日後便從一億美元開始快速成長至歷史新高 7.2 億美元,目前已經排名所有以太坊生態 Layer2 第三位。

Metis 近期鏈上資金變化量 (資料來源)
Layer2 鏈上資金排名 (資料來源)

代幣價格

該專案代幣名稱是 METIS,用於支付 Metis Andromeda 鏈上燃料費用、質押以運作排序器。METIS 代幣於本月漲幅約 350%,至截稿前目前價格約為 84 美元,流通市值約有 3.4 億美元。

METIS 代幣價格變化 (資料來源)

Metis 技術架構

研究區塊鏈技術架構,基本上可以從三個面向切入,分別是分散式帳本、共識機制、虛擬機,而 Rollups 通常還需要關注其交易證明的驗證機制,也就是樂觀證明或是零知識證明的差異。

分散式帳本:鏈下儲存

Metis 繼承 Optimistic Rollups 架構,其資料庫主要可以分為兩部分的智能合約,分別是:

  • Canonical Transaction Chain (CTC):儲存完整交易資訊,並藉此分辨各交易的順序。
  • State Commitment Chain (SCT):紀錄經過運算後的交易狀態。

不過後來為了降低去中心化排序器的技術可行性與降低交易資料上鏈成本,Metis 將完整交易資訊儲存在以太坊主網之外的 IPFS 系統上。

共識機制:排序器去中心化

Metis Andromeda 共識層有別於 Optimistic Rollups,加入了點對點網路的傳輸架構,並使用權益證明 (PoS) 以確保排序器正常運作,使得該網路可以同時容納多個排序器以達到去中心化。Metis 的共識技術堆棧主要包含三種角色,分別是排序器 (Sequencer)、出塊者 (proposers) 與驗證者 (verifers),

任何於 Metis 網路上的交易資訊,都會經由排序器排序交易順序並執行運算,出塊者將結果上傳到 Ethereum 主網,而為了確保排序器正常運作,生態也有驗證者負責監控交易結果正確性,若發現異常則會懲罰排序器,強化既有詐欺證明的強度。

證明機制:ZKFP

目前 Rollups 主流的兩種證明機制 — 詐欺證明與零知識證明 (ZKP) ,皆有各自的缺點。詐欺證明需要有鎖定期,通常需要一個星期才可以確保交易擁有最終性,對於使用體驗來說不友善;零知識證明雖然可以有快速的最終性,不過生成機制所需計算量較大,對於 Layer2 節點 (排序器) 來說所需要的硬體規格提升,不利於去中心化,另一方面,目前 zkEVM 開發難度較高,不容易做到 EVM 等效。

詐欺證明與零知識證明各有優劣

Metis 則整合兩種證明機制的好處,於今年三月推出 Hybrid Rollup 零知識詐欺證明 ( Zero Knowledge fraud-proof, ZKFP)。

透過假設所有交易都是有效以提升交易處理速度,再透過零知識證明來驗證交易的最終性,如果出現異常則提出詐欺證明,藉由 Optimistic Rollups 架構提升交易速度,並利用 Zero-Knowledge Rollups 提升交易最終性與安全性。整合兩者將可以享有以下好處:

  • EVM 等效:利用 Optimistic 架構提供 EVM 等效。
  • 安全性:零知識證明驗證更安全。
  • 快速最終性:將原本詐欺證明七天的鎖定期變為四小時。

虛擬機:EVM 等效

Metis 繼承 Optimistic rollup 設計,打造特化的 EVM 等效虛擬機 Metis Virtual Machine (MVM),MVM 的設計與 EVM 幾乎相同,可以使用以太坊生態既有的工具與服務,但因上述網路設計需求而產生兩點差異:

提供原生 IPFS 調用函數:上述已說明 Metis 因為排序器去中心化設計,而需要將運算運算和儲存分離,將完整交易資訊儲存於 IPFS 上,且 MVM 可以藉由 IPFS resolver 整合功能,提供開發者開箱即用的數據儲存套件。

MVM 原生整合 IPFS 功能 (資料來源)

驗證機制:MVM 另一個特點是防詐欺合約 — MVM_Verifier,提供驗證者操作,其主要功能是管理詐欺證明驗證流程。在防詐欺合約得到驗證的情況下,合約可以從 SCT 中刪除特定的狀態。(通常是異常的交易)

另一方面,MVM 也利用 WASM 和 MIPS 建立更通用的執行環境,以提供零知識證明更實用的執行環境。藉由使用低階語言編寫的程式打造良好基礎,可以在不同的網路與系統之間使用,僅需要很少的修改即可完成任務。

去中心化排序器敘事切入加密市場

Metis Andromeda 為了做到提供去中心化的排序器系統,除了利用產業行之有年的權益證明之外,還帶來許多有趣的創新,包含虛擬機整合 IPFS 功能帶來鏈下儲存交易資訊,以突破多排序器技術限制,或是加入驗證者與 ZKFP 證明機制,以提高去中心化排序器的詐欺證明安全性。Metis 相對現有 Rollups,更加推動網路的去中心化,且確實做到了。

在近期 Layer2 專案普遍獲得市場關注的氣氛下,雖然同樣會面對缺乏實質生態的市場面問題,不過「去中心化」敘事在 Web3 生態是根本的訴求之一,有別於 Arbitrum 或是 Optimistic 對於排序器的掌握而更加獨特,Metis 以「真正意義上的排序器去中心化」確實令市場擁有想像空間。

Metis 也該思考排序器去中心化之外的優勢。但也不該忘記既有主流 Rollups,若其開放排去器去中心化,Metis 的優勢是否能持續,也有待市場驗整。

(本文非投資建議)