Фундаментальні засади секвенсерів і ролапів

Що таке секвенсер?

Секвенсер — це компонент, який відповідає за впорядкування вхідних транзакцій перед їх об'єднанням у пакети та подальшою публікацією на шарі rollup. Його основна роль полягає не у виконанні змін стану, а саме у впорядкуванні: секвенсер збирає транзакції користувачів, групує їх у блоки чи пакети й надсилає ці дані в основний шар доступності даних або базовий блокчейн. Від правильності цього порядкування залежить, як саме змінюватиметься станова машина rollup під час виконання транзакцій на вузлах rollup. Таким чином, секвенсер виконує функцію «воротаря» впорядкування та таймінгу транзакцій, а його архітектурні рішення безпосередньо впливають на живучість мережі, захист від цензури та механізми стягнення комісій.

Централізовані та децентралізовані секвенсери

У більшості поточних rollup-мереж секвенсери централізовані — ними зазвичай управляє команда проєкту. Це забезпечує високу пропускну здатність і спрощене адміністрування, однак створює єдину точку контролю та потенційної відмови. Централізовані секвенсери можуть блокувати транзакції, виходити з ладу або самостійно змінювати політику роботи. На противагу цьому децентралізація розподіляє повноваження щодо впорядкування між багатьма незалежними вузлами чи валідаторами. Децентралізована мережа секвенсерів підвищує стійкість до цензури й забезпечує кращу доступність системи. Подальший розвиток — це спільні мережі секвенсерів, де кілька rollup використовують єдиний децентралізований шар впорядкування транзакцій. Це створює економію на масштабі та гарантує стабільність без необхідності запускати окремі секвенсери для кожного rollup.

Rollups 101

Rollup — це рішення другого шару (layer‑2) для масштабування блокчейнів, які виконують смарт-контракти та транзакції поза основним ланцюгом, а стиснені дані чи докази передають на блокчейн першого шару (layer‑1). Є два основних типи — optimistic rollup та zero-knowledge (zk) rollup.

У optimistic rollup транзакції вважаються валідними за замовчуванням, а перевірка на шахрайство (fraud proofs) подається вже після виконання. У zk-rollup ж криптографічні докази коректності генеруються до публікації, і лаконічний доказ розміщується у базовому шарі.

Обидва підходи базуються на секвенсерах, які впорядковують і групують транзакції. У optimistic rollup секвенсер формує пакети транзакцій, які потім перевіряються механізмами challenge games. У zk-rollup секвенсер одразу впорядковує транзакції, що після перевірки доказу отримують статус фіналізованих.

Впорядкування проти виконання

Впорядкування (sequencing) та виконання (execution) — це окремі етапи в архітектурі rollup. Впорядкування — це позаланцюговий процес: транзакції агрегуються та визначається їхня позиція в блоці перед подачею на фіналізацію. Виконання відбувається, коли вузли rollup отримують впорядковані дані й застосовують їх для зміни стану. Окремі архітектури дозволяють секвенсеру не лише впорядковувати, але й виконувати транзакції, заздалегідь знаючи їхні результати — це дає змогу атомарного виконання. Водночас низка реалізацій навмисне розділяє впорядкування та виконання, щоб масштабувати підтримку для багатьох rollup без необхідності тримати стан кожного в секвенсері. Такий підхід, відомий як «ледаче впорядкування» (lazy sequencing), запобігає зростанню стану й спрощує інтеграцію нових rollup.

Виникнення спільних мереж секвенсерів

Спільні мережі секвенсерів дозволяють кільком rollup взаємодіяти з єдиною службою впорядкування. Замість того, щоб кожен rollup мав власного секвенсера, самостійні rollup підключаються до спільної децентралізованої мережі для впорядкування транзакцій. Це відкриває можливість атомарного включення транзакцій між різними rollup: транзакції для різних rollup можна об’єднати в один пакет, гарантуючи їх спільне включення. Серед провідних розробників такої інфраструктури — Astria, Espresso Systems, Radius, NodeKit і Rome Protocol. Astria й Rome, зокрема, впроваджують атомарне включення без необхідності виконання транзакцій у самому секвенсері («ледаче впорядкування»), а також забезпечують вищу стійкість до цензури, швидкість упорядкування й ефективності у реалізації MEV.

Атомарне включення проти атомарного виконання

Атомарне включення означає, що пов’язані транзакції до різних rollup потрапляють до одного пакета: або всі разом, або жодна з них. Це менш сильна гарантія, ніж атомарне виконання, яке вимагає, щоб секвенсер або конструктор блоку (block builder) симулював чи гарантував успішне виконання всіх включених транзакцій. У спільних мережах секвенсерів, що лише впорядковують транзакції, але не виконують їх, атомарне виконання не гарантується. Наприклад, замикання активу на Rollup A та емісія на Rollup B можуть бути об’єднані в один пакет, але у разі відхилення однієї операції інша все одно може бути виконана. Для справжнього атомарного виконання потрібна обізнаність із станом кожного rollup або залучення конструкторів блоків, що enforce “top-of-block” умови. На практиці сучасні архітектури забезпечують атомарне включення, а гарантії виконання залишаються на рівні логіки конкретного rollup.

Виклики та компроміси у розробці секвенсерів

Впровадження спільних секвенсерів у масштабі породжує низку викликів. Секвенсери, які не виконують транзакції, не залежать від стану rollup, легко масштабуються, але не можуть гарантувати успіх виконання. Якщо ж секвенсер виконує транзакції, він має зберігати повну станову машину кожного rollup, що стає складним і неефективним за великої кількості rollup. Окремою проблемою є економічна безпека: для захисту мережі потрібна значна економічна ставка (stake), тому проєктам доводиться опрацьовувати токеноміку чи залучати чинних валідаторів для забезпечення колатералізації. Ще один ключовий критерій — затримка (latency): спільні секвенсерні мережі мають забезпечити таку ж швидкість і доступність, як централізовані рішення, щоб стати повноцінною альтернативою.