Fundamentos dos Sequenciadores e Rollups

O que é um sequenciador?

O sequenciador é o componente responsável por organizar as transações recebidas antes de agrupá-las e registrá-las na camada de publicação de um rollup. Em vez de processar transições de estado, o sequenciador administra principalmente o controle da ordem de escrita: ele coleta as transações dos usuários, estrutura em blocos ou lotes e as encaminha para a camada de disponibilidade de dados ou camada base. Essa ordenação é fundamental, pois determina como a máquina de estados do rollup evolui quando a execução ocorre nos nós do rollup. Dessa forma, o sequenciador atua como guardião da ordem e do tempo das transações, sendo que suas decisões de arquitetura influenciam a disponibilidade, a resistência à censura e a extração de taxas.

Sequenciadores centralizados versus descentralizados

Na maior parte dos rollups em operação atualmente, os sequenciadores são centralizados — geralmente controlados pela própria equipe do projeto. Esse modelo oferece alta capacidade de processamento e governança simplificada, mas traz consigo um ponto único de controle e de possível falha. Sequenciadores centralizados podem censurar transações, sofrer interrupções ou alterar políticas de forma unilateral. Ao contrário, a descentralização na ordenação distribui a autoridade entre vários validadores ou nós independentes. Uma rede descentralizada de sequenciadores amplia a resistência à censura e melhora a disponibilidade. Redes de sequenciadores compartilhados vão além, ao fornecer uma camada comum de ordenação para múltiplos rollups, promovendo ganhos de escala e maiores garantias de confiabilidade, sem exigir que cada rollup desenvolva seu próprio conjunto de sequenciadores.

Rollups 101

Rollups são soluções de escalabilidade de camada 2 que processam contratos inteligentes e transações fora da blockchain principal (off-chain), enquanto publicam dados comprimidos ou provas para uma blockchain de camada 1. Os dois principais tipos são: rollups otimistas e rollups de conhecimento zero (zk rollups).

Rollups otimistas partem do princípio de que as transações são válidas, recorrendo a provas de fraude apresentadas após a execução. Já os zk rollups geram provas de validade criptográficas e publicam provas sucintas na camada base.

Ambos dependem dos sequenciadores para ordenar e agrupar as transações. Nos rollups otimistas, o sequenciador inclui as transações em lotes que posteriormente podem ser desafiados por meio de jogos de contestação; já nos zk rollups, o sequenciador ordena as transações que são finalizadas imediatamente após a verificação da prova.

Sequenciamento versus execução

Sequenciamento e execução representam etapas distintas na arquitetura dos rollups. O sequenciamento ocorre fora da cadeia e refere-se ao momento em que as transações são agregadas e etiquetadas com a posição no bloco antes da submissão para finalização. A execução ocorre depois, quando os nós do rollup recuperam os dados ordenados e os aplicam à máquina de estados para calcular os novos estados. Alguns modelos de sequenciadores também executam as transações, resultando no conhecimento antecipado dos resultados — o que viabiliza a execução atômica. Outras arquiteturas mantêm a separação intencional entre sequenciamento e execução, garantindo suporte a múltiplos rollups sem exigir que o sequenciador armazene a máquina de estados de cada rollup. Esse “sequenciamento preguiçoso” evita o crescimento excessivo do estado e facilita a integração de novos rollups.

O surgimento das redes de sequenciadores compartilhados

As redes de sequenciadores compartilhados permitem que diversos rollups se conectem a um serviço único de ordenação. Em vez de cada rollup operar seu próprio sequenciador, diferentes rollups compartilham uma rede descentralizada comum responsável pela ordenação das transações. Esse modelo viabiliza a inclusão atômica entre rollups: transações para diferentes rollups podem ser agrupadas em um único lote, garantindo que todas sejam incluídas simultaneamente. Projetos como Astria, Espresso Systems, Radius, NodeKit e Rome Protocol estão desenvolvendo ativamente essa infraestrutura. Astria e Rome, por exemplo, proporcionam inclusão atômica sem necessidade de execução das transações pelo sequenciador (sequenciamento preguiçoso), enquanto oferecem maior resistência à censura, ordenação mais ágil e aproveitamento de oportunidades de MEV.

Inclusão atômica versus execução atômica

A inclusão atômica garante que transações relacionadas, destinadas a diferentes rollups, sejam processadas no mesmo lote — ou todas são incluídas juntas, ou nenhuma é. Isso é menos robusto do que a execução atômica, que exige que o sequenciador ou o construtor de blocos simulem ou garantam que todas as transações incluídas terão sucesso na execução. Em redes de sequenciadores compartilhados que apenas ordenam, sem executar, a execução atômica não está assegurada. Por exemplo, um bloqueio no Rollup A e uma emissão no Rollup B podem ser processados juntos, mas, se uma operação falhar, a outra ainda pode ser bem-sucedida. A execução atômica verdadeira exige conhecimento do estado de cada rollup ou construtores de blocos que imponham condições específicas no início do bloco (“top-of-block”). Os modelos atuais normalmente garantem inclusão atômica e transferem garantias de execução à lógica de cada rollup.

Desafios e trade-offs no design de sequenciadores

Implementar sequenciadores compartilhados em larga escala traz diversos desafios. Sequenciadores que não executam as transações permanecem neutros em relação ao estado do rollup e têm maior capacidade de escala, mas não conseguem garantir o sucesso na execução. Aqueles que fazem a execução precisam manter a máquina de estados completa de cada rollup, tornando o modelo inviável à medida que a quantidade de rollups cresce. O desafio do bootstrapping econômico é relevante: redes compartilhadas precisam de elevado comprometimento financeiro para garantir sua segurança. Os projetos devem estruturar tokenômicas adequadas ou aproveitar validadores já existentes para garantir colateral suficiente. O desempenho em relação à latência também requer atenção, já que redes de sequenciadores compartilhados precisam entregar alta disponibilidade e baixa latência, competindo com sequenciadores centralizados para serem alternativas viáveis.