排序器和 Rollup 的基础知识

什么是排序器？

排序器是负责在交易被批处理并提交到 Rollup 发布层之前对传入交易进行排序的组件。排序器并不执行状态转换，而是主要管理排序的写锁：它收集用户交易，将它们排列成区块或批次，并将它们提交到底层数据可用性层或基础层。这种排序非常关键，因为它决定了当执行发生在 Rollup 节点上时，Rollup 状态机如何演变。专家指出，排序器作为交易排序和时间安排的把关者，其设计决策会影响活跃度、抗审查能力和手续费提取。

集中式与去中心化排序器

在当今大多数现有的 Rollup 中，排序器是集中式的——通常由项目团队运营。这提供了快速的吞吐量和简单的治理，但引入了单点控制和失败风险。集中式排序器可以审查交易、遭遇停机或单方面更改政策。相比之下，排序的去中心化将排序权限分配给多个独立节点或验证者。去中心化排序器网络增强了抗审查能力并改善了可用性。共享排序器网络进一步提供了跨多个 Rollup 的通用排序层，提供规模经济和更强的可靠性保证，而无需每个 Rollup 都建立自己的排序器集合。

Rollup 基础知识

Rollup 是第二层扩展解决方案，它在链下执行智能合约和交易，同时将压缩数据或证明发布到第一层区块链。主要有两种类型：乐观 Rollup 和零知识（zk）Rollup。

乐观 Rollup 假设交易有效，并依赖执行后提交的欺诈证明，而 zk-Rollup 则通过密码学计算有效性证明并将简洁证明发布到基础层。

两者都依赖排序器来对交易进行排序和批处理。在乐观 Rollup 中，排序器将交易包含在稍后通过挑战游戏验证的批次中，而在 zk-Rollup 中，排序器对交易进行排序，这些交易在证明验证后立即最终确定。

排序与执行的区别

排序和执行是 Rollup 架构中的不同阶段。排序是链下的排序阶段，在此阶段交易被聚合并标记区块位置，然后提交以最终确定。执行发生在之后，一旦 Rollup 节点获取有序数据并将其应用于状态机以计算新状态。一些排序器设计也执行交易，这意味着排序器提前知道交易结果；这允许原子执行。其他架构有意将排序和执行分开，以支持更多 Rollup，而不需要排序器维护每个 Rollup 的状态机。行业分析人士认为，这种”延迟排序”避免了状态膨胀，并简化了新 Rollup 的接入过程。

共享排序器网络的兴起

共享排序器网络允许多个 Rollup 接入单一的排序服务。不同于每个 Rollup 维护自己的排序器，正交 Rollup 共享一个通用的去中心化网络来排序交易。这实现了原子跨 Rollup 包含：发往不同 Rollup 的交易可以被打包成单一批次，保证它们一起被包含。Astria、Espresso Systems、Radius、NodeKit 和 Rome Protocol 等项目正在积极构建这一基础设施。技术专家表示，Astria 和 Rome 在排序器本身不执行交易（延迟排序）的情况下实现了原子包含，同时利用更高的抗审查能力、更快的排序和 MEV 效率。

原子包含与原子执行

原子包含确保针对不同 Rollup 的相关交易被包含在同一批次中；要么全部一起包含，要么全部不包含。这比原子执行要弱，后者要求排序器或区块构建者模拟或保证所有包含的交易在执行时都成功。在仅进行排序而不执行的共享排序器网络中，无法保证原子执行。例如，Rollup A 上的锁定和 Rollup B 上的铸造可能被一起打包，但如果一个回滚，另一个可能仍然成功。区块链研究者指出，真正的原子执行需要了解每个 Rollup 的状态机或强制执行”区块顶部”条件的区块构建者。当前设计通常支持原子包含，并将执行保证推迟到 Rollup 级别的逻辑。

排序器设计中的挑战和权衡

大规模实施共享排序器面临几个挑战。避免执行的排序器对 Rollup 状态保持不可知并且易于扩展，但无法保证执行成功。执行交易的排序器必须为每个 Rollup 维护完整的状态机，随着 Rollup 的激增，这变得不切实际。经济引导也构成了一个挑战：共享网络需要大量经济抵押才能可靠地保护它们。项目必须设计代币经济学或利用现有验证者提供足够的抵押品。延迟性能是另一个考虑因素，因为共享排序器网络必须提供与集中式排序器相当的高可用性和低延迟，才能成为可行的替代方案。