从构想到现实：Espresso 如何通过共享排序实现 L2 扩展

排序器作为区块链网络不可或缺的一个组件，交易排序已成为二层（L2）领域一个日益严重的问题。今天我们就来看看这一问题的解决方案 --- 共享排序协议 Espresso 如何实现去中心化排序，优化区块链交易。

撰文：Yinan

项目介绍

简介：

• Espresso Systems 开始想构建高度可扩展、注重隐私的去中心化 L1 协议，后面发现并不需要那么多 L1，所以后面将通过为以太坊生态系统构建来实现使命。为达到这种愿景而采取两项单独的努力，分别解决隐私和性能问题。
• 为了提供更好的隐私选项，Espresso 开发了 CAPE 应用程序，这是 Espresso 的智能合约系统，可以实现交易级隐私的自定义配置，CAPE 可以部署在任何 EVM 链上。
• 排序器负责验证和批处理第 2 层区块链上进行的交易，然后将其发送回第 1 层链（如以太坊）进行结算。Rollups 实际上不需要排序器；这只是一种设计上的选择，目的是以更低的费用和更快的交易确认速度为用户带来更好的体验。
• 目前对排序器的主要问题是它们往往容易出现中心化（在许多情况下由单个运营商运营），并且存在风险，例如交易审查、MEV 提取和创建单点故障（即有效性问题）。
• Espresso 的共享排序器等解决方案（依赖于单独的、无需许可的网络节点）旨在帮助解决这一问题。Espresso 正在创建一个共享排序的市场，通过该市场，第 2 层链将区块空间出售给共享提议者，包括以太坊主网 EVM 本身的提议者，他们通过满足多个链上的用户意图来创造剩余价值。

技术构架

CAPE

CAPE 是 Espresso Systems 的可配置资产隐私协议在以太坊上的实现。可配置资产隐私是一种协议，使资产创建者能够发行私有数字资产，同时指定可以查看有关所有权和交易的指定数据的各方。CAPE 还支持使用私人可验证凭证、冻结密钥或阈值方案的更高级策略。

VERI-ZEXE —- 去中心化私人计算（DPC）系统

2019 年，Bowe 等人。提出了一种称为去中心化私有计算（DPC）的方案，该方案允许用户在链外执行任意计算，并使用零知识证明提交交易来证明该计算的正确性。他们实现了一个名为 ZEXE（zk-execution）的系统，该系统实例化了 DPC 方案来解决上述两个痛点。粗略地说，ZEXE 是一个「可编程的 Zcash」，从单一应用系统推广到智能合约系统，同时保留隐私保证。

VERI-ZEXE 在交易生成方面将最先进的提高了约 9.0 倍，在内存使用方面提高了约 2.6 倍，并在 CAPE 的未来版本中使用，以启用任意用户定义的资产策略，同时保持可配置性资产隐私。

HotShot

HotShot 是一个优先考虑高吞吐量和快速最终确定的共识协议，其基于 HotStuff 协议。

HotShot 是开放的、无权限的，它将参与排序器网络的权力下放，在提供高吞吐量和快速最终结果的同时，还保证了安全性和有效性。HotShot 采用的是摄取证明（「PoS」）安全模型，Espresso 团队对其提出的关键要求之一是在不影响验证器集规模的情况下实现强大的性能。具体来说，HotShot 至少应能扩展到包括所有以太坊验证者（目前超过 70 万）的参与。

Tiramisu

Tiramisu 是一个数据可用性解决方案，创新点在于有三个新颖的层；大多数 rollup 依赖于 L1 区块链（如以太坊）来提供数据，但是缺点是非常昂贵。

Tiramisu 的基础层被称为 Savoiardi。这是一个抗贿赂层（类似于以太坊的 danksharding 提议），提供最高级别的安全性。然而，由于这一特性，它是三个层中对用户最不友好的一层。为了解决这个问题，Espresso 在其解决方案中增加了两层。

Mascarpone 是中间层，通过选举一个小型的数据管理委员会来保证高效的数据恢复。

Cocoa 被恰当地命名为整个系统的「顶层洒水」。Cocoa 通过为 Tiramisu 提供内容交付网络，帮助 Tiramisu 提供「Web2 级性能」。这有助于高效的数据恢复，并大大加快了数据传播速度。鉴于该层本质上是中心化的，它完全是可选的，没有它，Tiramisu 也能完美运行。它有助于加快数据可用性，而且可以很容易地更改或删除。

Espresso Systems 在设计其协议时考虑到了灵活性和模块化，使用其排序器的 rollup 设备如果不想使用 Tiramisu，也可以使用任何其他数据可用性解决方案。

Espresso Sequencer

是一个为以太坊上的第 2 层扩展解决方案分散交易排序的系统，去中心化的共享排序层。

Espresso Sequencer 围绕单一去中心化的权益证明安全模型进行设计，该模型支持用于排序交易的共识协议和可实现进一步性能优势的数据可用性机制。它还包含一个汇总合约系统，该系统注册已提交的排序事务块，验证其与共识协议和可用性证书的一致性，为部署到 Espresso Sequencer 的每个 zk-VM 注册更新的状态承诺，以及接收并验证状态更新的证据。

Espresso Sequencer 支持 L2 的去中心化。它处理汇总交易的去中心化排序和数据可用性，充当汇总及其底层 L1 平台之间的中间件。Espresso Sequencer 被设计为一个可以部署任何 zk-VM 或乐观 VM 的平台。最终，Espresso 还可以通过将 zk-VM 和乐观 VM 同时复制到多个 L1 来充当互操作层。

发展进程

• 2022/06/15 —- Espresso 开始在 Goerli 测试网上使用 CAPE
• 2022/11/28 —- Espresso 发布 Espresso 测试网 1---Americano，首次公开发布 Espresso Sequencer
• 2023/07/20 —- Espresso Systems 与 Polygon zkEVM 推出共享 Doppio 测试网
• 2023/08/05 —- Espresso 向公众开放 Doppio 测试网，并发布了 Espresso Sequencer 与 Polygon zkEVM 堆栈的端到端集成的演示。
• 2023/09/29 —- Espresso Systems 发布测试网 3---Cortado，无缝集成 OP Stack 汇总和 Polygon zkEVM 汇总，以实现去中心化、共享排序。
• 2024/01/26 —- Espresso Systems 发布测试网 4---Gibraltar，展示与 Arbitrum 技术堆栈的集成。并首次看到外部操作员运行 Espresso Sequencer 节点。（此测试网版本还看到 Espresso Sequencer 支持四个汇总堆栈（Arbitrum、Cartesi、Optimism 和 Polygon zkEVM）以及与 Rollup 项目的多个合作。)
• 2024/02/03 —- Espresso 即将推出第五个测试网—Cappuccino，届时将招募更多的，更多实体来运行 Espresso Sequencer 节点来进一步分散排序器。
• 2024/03/13 —- Espresso 正在创建一个共享排序市场，通过该市场，第 2 层链将区块空间出售给共享提议者，包括以太坊主网 EVM 本身的提议者，他们通过满足多个链上的用户意图来创造剩余价值。
• 2024/05/22 —- Espresso 发布测试网 5---Cappuccino，Espresso 已将 HotShot 最终层扩展到 Cappuccino 测试网上的 100 个节点。该测试网还增加了对 Arbitrum 欺诈证明的支持。

 

生态系统

项目合作

• 2023/07/19 —- Espresso Systems 和 EigenLayer 宣布建立生态系统合作伙伴关系，利用 Espresso Sequencer 网络上的重新抵押，通过 EigenLayer，Espresso Sequencer 将能够访问以太坊的质押资本基础和去中心化验证器集，从而优化节点使用并提高资本效率。
• 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 Injective 合作，Injective 集成了 Espresso Sequencer，此次合作将从 Cascade 开始，Cascade 是 IBC 生态系统的第一个链间 Solana SVM 汇总，并展示了 Injective 对长期去中心化和可扩展性的承诺。Cascade 目前处于公共测试网，允许开发人员首次在 Injective 和更广泛的 IBC 生态系统上部署 Solana 合约。
• 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 AltLayer 将 Espresso Sequencer 引入 AltLayer Stack，通过 AltLayer 的去中心化验证和 Espresso Sequencer 为开发人员提供更多加速去中心化的选择。两家公司将探索使用 AltLayer 平台构建的 Rollups 和 Espresso Sequencer 之间的集成。
• 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 Catalyst 合作提高互操作性，Catalyst 成为第一个致力于 Espresso Sequencer 生态系统的应用程序。Catalyst 是一个跨链 AMM 平台，专注于连接模块化区块链。Catalyst 致力于利用 Espresso Sequencer，为安全、无缝的交叉汇总互操作性奠定了基础。在接下来的几个月中，Catalyst 计划优先部署使用 Espresso Sequencer 的 Rollups。
• 2023/07/20 —- Espresso Systems 宣布计划与 Spire 集成，Spire 是第 3 层汇总即服务产品，公开宣布计划使用 Espresso Sequencer 进行排序和数据可用性。
• 2023/07/20 —- Espresso Systems 推出与 Polygon zkEVM 堆栈集成的测试网，测试网允许用户将交易提交到 Polygon zkEVM 的分支，然后将交易路由到运行 Espresso HotShot 协议的节点并由其排序。
• 2023/07/20 —- Espresso Systems 和 Caldera 将分散式测序引入 OP Stack，Espresso Systems 和 Caldera 将部署 optimistic rollup，使用 Espresso Sequencer 进行订购和快速确认，并使用 Espresso 数据可用性 (DA) 进行存储。Caldera 将提供 OP Rollup 界面、站点托管、区块浏览器和索引器。
• 2023/12/21 —- Espresso Systems 和 Offchain Labs 宣布合作将去中心化版本的 Timeboost 交易排序和 Espresso Sequencer 引入 Arbitrum 生态系统及其他领域。Timeboost 是一项交易排序策略，最初由 Offchain Labs 开发，旨在保护用户免于抢先交易并减轻最大可提取价值 (MEV) 的有害影响。
• 2024/01/26 —- Espresso Systems 和区块链基础设施提供商 Blockdaemon 合作，后者通过部署外部定序器节点来支持 Espresso Systems。其将管理位于欧洲和亚洲的 4 个测序节点。
• 目前合作的
• 2024/03/08 —- Espresso Systems 和 Across 合作，此次合作将让 Across Protocol 利用 Espresso 的快速预确认功能，该预确认由 HotShot 共识协议保障，该协议在连续两个区块后达到最终结果。该集成将利用 HotShot 的共享安全性和快速最终性来在 Rollup 之间进行桥接。

 

项目团队

• Ben Fisch —- Espresso Systems 的 CEO 以及联合创始人，是耶鲁大学计算机科学助理教授，此前，也是斯坦福大学的博士生，与 Dan Boneh 在应用密码学研究小组一起工作。
• Charles Lu —- Espresso Systems 的 CEO 以及联合创始人。他之前在币安担任币安实验室 (Binance Labs) 负责人，Charles Lu 曾就读于斯坦福大学。
• Benedikt Bünz —- Espresso Systems 的联合创始人兼首席科学家。是斯坦福大学 Dan Boneh 应用密码学小组的博士生。主要关注加密货币的密码学。

 

项目融资

Espresso 通过种子轮和 B 轮融资总募集金额达到 6000 万美金

• 2022 年 3 月 6 号，Espresso Systems 已筹集 3200 万美元资金，由 Greylock Partners 和 Electric Capital 领投，红杉资本、Blockchain Capital 和 Slow Ventures 参与。Espresso Systems 还包括主要行业参与者作为支持者，包括 Polychain Capital、Alameda Research、Coinbase Ventures、Gemini Frontier Fund、Paxos 和 Terraform Labs。
• 2024 年 3 月 21 号，Espresso Systems 公布已完成由 A16zcrypto 领投的 2800 万美元 B 轮融资。Espresso 指出，Polygon、Taiko、o1Labs、StarkWare、Offchain Labs 以及来自 30 多个生态系统项目的战略投资者加入了他们最近的 B 轮融资。

 

项目总结

排序器作为区块链网络不可或缺的一个组件，交易排序已成为二层（L2）领域一个日益严重的问题。问题的解决方案是共享、去中心化排序器。共享排序器本质上是为 rollup 提供去中心化服务。除了解决审查、MEV 提取和有效性等问题外，共享排序器还引入了跨 rollup 的功能，开启了各种新的可能性。

Espresso 作为一个中间件，主要提供共享排序的服务，通过共享排序市场和强大的最终性工具，为 Rollup 和以太坊生态系统带来了新的统一性和高效性。通过公平的经济激励和排序收入分配，Espresso 不仅解决了当前 Rollup 碎片化的问题，还给未来的跨链操作和更广泛的生态系统奠定了基础，总之，需保持关注。

 

相关链接

官网：https://www.espressosys.com/

Medium：https://medium.com/@espressosys

Twitter：https://twitter.com/EspressoSys

Docs：https://docs.espressosys.com/sequencer

Hackmd：https://hackmd.io/@EspressoSystems

Espresso 测试网浏览器：https://be.cappuccino.testnet.espresso.network/

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