Атомарная композируемость в среде мульти-роллапов

Определение атомарной композитивности

Атомарная композитивность — это возможность выполнять несколько операций в разных системах как единый, неделимый процесс: либо все действия завершаются успешно, либо не происходит ни одного. Для традиционных монолитных блокчейнов это свойство естественно: приложения на одной сети могут свободно взаимодействовать друг с другом, так как транзакции проходят в общем глобальном состоянии. Например, децентрализованная биржа способна взаимодействовать с кредитным протоколом в рамках одной транзакции без риска частичного исполнения.

В мульти-роллапной среде это свойство утрачивается. Каждый роллап ведет собственное состояние и имеет свою хронологию исполнения, поэтому транзакции на одном роллапе могут завершаться независимо от других. Без координирующего уровня межроллапные действия, такие как блокировка актива в Роллапе A и выпуск дериватива в Роллапе B, не могут гарантировать атомарность. Это порождает риски частичного сбоя, двойной экспозиции или блокировки средств. Механизмы атомарной композитивности призваны вернуть это свойство в модульные экосистемы.

Атомарное включение и атомарное исполнение: в чем разница

В архитектуре общих секвенсеров различают две категории атомарности: атомарное включение и атомарное исполнение. Атомарное включение обеспечивает, что транзакции, направленные на разные роллапы, будут размещены в одном и том же батче или блоке. К примеру, операция блокировки в Роллапе A и выпуск токена в Роллапе B войдут вместе либо будут оба исключены — невозможно, чтобы одна операция была включена, а другая нет. Это обеспечивает порядок, но не гарантирует итог.

Атомарное исполнение продвигает идею дальше, гарантируя, что все операции одновременно завершатся либо успешно, либо сбоем. Для этого необходимо, чтобы в момент упорядочивания секвенсер или билдер знал о состоянии каждого роллапа и мог гарантировать, что связанные транзакции не будут отклонены. На практике это существенно усложняет систему, поскольку роллапы могут иметь разные виртуальные машины, системы доказательств и правила исполнения, что делает синхронную валидацию состояния дорогой и сложной задачей.

Большинство современных сетей общих секвенсеров поддерживают атомарное включение, но не атомарное исполнение. Например, Astria группирует межроллапные транзакции, но не отслеживает изменения состояний, предоставляя гарантии результата на уровень самого роллапа. В рамках исследований, таких как проекты Espresso и Ethereum PBS (Proposer-Builder Separation), тестируются механизмы интеграции доказательств состояния в процессы секвенирования, однако эти решения пока находятся на стадии экспериментов.

Почему атомарная композитивность принципиальна

Композитивность — основа децентрализованных финансов и проектирования приложений Web3. Доходные стратегии, флэш-кредиты и арбитраж между протоколами невозможны без цепочек действий без риска частичного сбоя. В отсутствие композитивности пользователи вынуждены обращаться к бриджам, кастодиальным посредникам или оффчейн-координации, что приводит к задержкам и росту угроз безопасности.

В условиях фрагментированной структуры роллапов нехватка композитивности ослабляет те сетевые эффекты, которые сделали DeFi-экосистему Ethereum успешной. Сети общих секвенсеров частично решают проблему путем синхронизации порядка операций, однако без полноценного атомарного исполнения многие продвинутые стратегии остаются недостижимыми. Этот компромисс лежит в основе обсуждений о будущем роллапов: сохранять суверенитет или переходить к общим слоям состояния.

Текущие подходы к обеспечению атомарности

Сегодняшние решения по достижению атомарной композитивности носят многоуровневый характер, а не являются монолитным исправлением. Один из вариантов — оптимистичные кросс-роллапные бриджи, где транзакции объединяются атомарно, однако финализация зависит от специфических для роллапа доказательств честности или валидности. Другая стратегия — архитектуры на базе намерений, где солверы или билдеры координируют мультицепочные действия вне сети и подают их агрегированным пакетом в общие секвенсеры. Данный подход снижает сложность за счет выноса части логики оффчейн, при этом упорядочивание обеспечивает общий секвенсер.

Исследования концепции «супербилдеров» развивают эту модель: супербилдер владеет полным или частичным знанием о состоянии нескольких роллапов, что дает возможность собирать по-настоящему атомарные межроллапные пакеты, валидные по состоянию на момент включения. Этот подход похож на мультидоменных MEV-поисковиков и активно изучается в рамках «роллап-центричного» курса Ethereum.

Проекты, такие как Espresso, уже тестируют аукционы общих секвенсеров, где билдеры конкурируют за включение межроллапных пакетов с гарантией композитивности. Первые результаты демонстрируют сокращение задержек и проскальзывания для арбитражных стратегий, но остаются открыты вопросы предотвращения реорганизаций и работы с расхождением состояния между роллапами.

Проблемы на пути к атомарному исполнению

Достижение атомарного исполнения между роллапами сталкивается с базовыми препятствиями. Первая — технологическая разнородность: роллапы могут работать на различных системах доказательств (zk-SNARK, STARK, оптимистичные доказательства мошенничества) и виртуальных машинах (EVM, WASM, собственные решения), что делает синхронную валидацию очень ресурсоемкой. Любой секвенсер, берущийся валидировать все состояния, становится узким местом архитектуры.

Вторая проблема — задержки. Проверка состояния сразу нескольких роллапов в реальном времени способна серьезно замедлить обработку, нивелируя преимущество низкой задержки централизованных секвенсеров. Компромиссные гибридные модели, где валидация осуществляется только для критически важных пакетов, усложняют дизайн системы.

Экономическая безопасность — еще один ключевой аспект. Сети общих секвенсеров становятся мишенью для атак, особенно при обслуживании финансовых сценариев с атомарным исполнением. Стимулирующие механизмы должны гарантировать заинтересованность валидаторов в корректной работе, а политика штрафов — эффективно наказывать за двойную публикацию или цензуру, не отпугивая при этом честных участников.

Практические последствия для разработчиков приложений

Создателям межроллапных решений критически важно отличать включение от исполнения. Приложениям, которым достаточно синхронизированного порядка — например, для пакетных аукционов или кроссчейнового управления, — подходят существующие сети секвенсеров. В то же время приложениям, требующим гарантированного исполнения на разных роллапах (например, для сложных DeFi-стратегий или композитивных деривативов), необходимы дополнительные защитные механизмы: протоколы отката, эскроу-контракты или отложенные расчеты.

Рост API общих секвенсеров и протоколов на базе намерений со временем позволит абстрагировать многие сложности. Разработчик задает желаемый результат (например: «обмен в Роллапе A и кредитование в Роллапе B при условии ставки выше X»), а солверы и секвенсеры координируют исполнение атомарно. Эта концепция отражает общий вектор развития на универсальные намерения, реализуемый, в частности, в Anoma и SUAVE — эти проекты стремятся объединить ликвидность и композитивность в условиях раздробленной инфраструктуры.