Espresso Systems: 通過共享排序打造新一代L2擴展方案

Espresso Systems最初致力於構建高度可擴展、注重隱私的去中心化L1協議。後來,團隊意識到市場並不需要那麼多L1公鏈,於是將重心轉向爲以太坊生態系統提供基礎設施服務。Espresso的使命聚焦於兩個核心方向:提升隱私性和性能。

爲了增強隱私保護,Espresso開發了CAPE應用程序。這是一套智能合約系統,可實現交易級別的隱私定制,並且可部署在任何EVM兼容鏈上。

在性能提升方面,Espresso着力於優化排序器。排序器負責驗證和批處理二層網路的交易,並將其發送回一層網路(如以太坊)進行結算。雖然Rollup並不一定需要排序器,但引入排序器可以爲用戶帶來更低的費用和更快的交易確認速度。

目前排序器面臨的主要問題是中心化程度高,往往由單一運營商控制。這可能導致交易審查、MEV套利、單點故障等風險。爲此,Espresso提出了共享排序器的解決方案,依托於獨立的、無許可的節點網路。Espresso正在打造一個共享排序市場,二層網路可以在此出售區塊空間給共享提議者,包括以太坊主網的提議者在內。這些提議者通過滿足多個鏈上的用戶需求來創造額外價值。

技術架構

CAPE

CAPE是Espresso Systems在以太坊上實現的可配置資產隱私協議。它允許資產發行者創建私密數字資產,同時指定可查看所有權和交易數據的特定方。CAPE還支持使用私密可驗證憑證、凍結密鑰或門限方案等高級策略。

VERI-ZEXE是一種去中心化私密計算(DPC)系統。2019年,Bowe等人提出了DPC方案,允許用戶在鏈下執行任意計算,並使用零知識證明提交交易來證明計算的正確性。他們實現了名爲ZEXE的系統,將單一應用系統擴展爲智能合約系統,同時保留了隱私保證。VERI-ZEXE在交易生成效率上提升了約9倍,內存使用減少了約2.6倍。未來CAPE版本將使用VERI-ZEXE來支持任意用戶定義的資產策略。

HotShot

HotShot是一個優先考慮高吞吐量和快速最終確定的共識協議,基於HotStuff協議開發。HotShot是開放的、無許可的,它將參與排序器網路的權力下放,在提供高吞吐量和快速最終結果的同時,還保證了安全性和有效性。HotShot採用權益證明(PoS)安全模型,其設計目標之一是在不影響驗證器集規模的情況下實現強大的性能。具體來說,HotShot至少應能擴展到包括所有以太坊驗證者(目前超過70萬)的參與。

Tiramisu

Tiramisu是一個數據可用性解決方案,由三個創新層組成:

1. Savoiardi - 基礎層,提供抗賄賂功能,安全性最高但對用戶最不友好。

2. Mascarpone - 中間層,通過選舉小型數據管理委員會來保證高效的數據恢復。

3. Cocoa - 頂層,爲Tiramisu提供內容分發網路,大幅提升數據傳播速度。這一層是可選的,主要用於提高性能。

Espresso在設計協議時考慮了靈活性和模塊化,使用其排序器的Rollup也可以選擇其他數據可用性解決方案。

Espresso Sequencer

Espresso Sequencer是爲以太坊上的二層擴展解決方案提供去中心化交易排序的系統。它基於單一去中心化的權益證明安全模型設計,支持交易排序的共識協議和可進一步提升性能的數據可用性機制。

Espresso Sequencer還包含一個匯總合約系統,負責:

• 註冊已提交的排序交易塊
• 驗證其與共識協議和可用性證書的一致性
• 爲部署在Espresso Sequencer上的每個zk-VM註冊更新的狀態承諾
• 接收並驗證狀態更新的證據

Espresso Sequencer支持L2的去中心化,處理匯總交易的去中心化排序和數據可用性,充當匯總與底層L1之間的中間件。它被設計爲一個可以部署任何zk-VM或樂觀VM的平台。未來,Espresso還可以通過將VM同時復制到多個L1來充當跨鏈互操作層。

發展進程

• 2022年6月,Espresso開始在Goerli測試網上使用CAPE
• 2022年11月,發布Espresso測試網1(Americano),首次公開Espresso Sequencer
• 2023年7月,與Polygon zkEVM推出共享Doppio測試網
• 2023年8月,向公衆開放Doppio測試網
• 2023年9月,發布測試網3(Cortado),集成OP Stack和Polygon zkEVM匯總
• 2024年1月,發布測試網4(Gibraltar),展示與Arbitrum技術棧的集成
• 2024年5月,發布測試網5(Cappuccino),將HotShot擴展到100個節點,增加對Arbitrum欺詐證明的支持

生態系統合作

Espresso Systems已與多個項目建立合作關係,包括:

• EigenLayer:利用Espresso Sequencer網路上的重新質押
• Injective:集成Espresso Sequencer,從Cascade開始
• AltLayer:將Espresso Sequencer引入AltLayer Stack
• Catalyst:提高互操作性,成爲首個致力於Espresso Sequencer生態系統的應用
• Spire:計劃使用Espresso Sequencer進行排序和數據可用性
• Polygon zkEVM:推出集成測試網
• Caldera:將去中心化排序引入OP Stack
• Offchain Labs:將去中心化版本的Timeboost交易排序引入Arbitrum生態系統
• Blockdaemon:部署外部排序器節點支持Espresso Systems
• Across:利用Espresso的快速預確認功能進行跨Rollup橋接

項目團隊

• Ben Fisch:CEO兼聯合創始人,耶魯大學計算機科學助理教授
• Charles Lu:CEO兼聯合創始人,前幣安實驗室負責人
• Benedikt Bünz:聯合創始人兼首席科學家,斯坦福大學博士生

項目融資

Espresso通過種子輪和B輪融資總計募集6000萬美元:

• 2022年3月:完成3200萬美元種子輪,由Greylock Partners和Electric Capital領投
• 2024年3月:完成2800萬美元B輪融資,由a16z crypto領投

項目總結

排序器作爲區塊鏈網路的關鍵組件,其去中心化已成爲二層網路面臨的重要挑戰。共享、去中心化排序器爲Rollup提供了解決方案。除了解決審查、MEV提取和有效性等問題,共享排序器還開啓了跨Rollup功能的新可能性。

Espresso作爲中間件,主要提供共享排序服務。通過共享排序市場和強大的最終性工具,爲Rollup和以太坊生態系統帶來了新的統一性和高效性。其公平的經濟激勵和排序收入分配機制,不僅解決了當前Rollup碎片化的問題,還爲未來的跨鏈操作和更廣泛的生態系統發展奠定了基礎。