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预确认(Preconfs)技术在基于Rollup中的作用与安全性评估

预确认(Preconfs)技术在基于Rollup中的作用与安全性评估

Bitaigen Research Bitaigen Research 10 分钟阅读

本文从技术演进视角系统梳理预确认(Preconfs)概念,深入解析其在基于Rollup的区块构建中的关键作用,评估链式预确认和竞价机制对交易延迟、上链速度以及系统安全性的潜在影响,帮助读者快速掌握前沿方案的核心价值与实际应用场景。此外,文章还比较了不同实现方案的优势与局限,为开发者提供落地参考。

我们从技术演进的角度梳理预确认的概念,解析其在 Based Rollup 中的关键作用,并评估该机制对交易延迟和安全性的潜在影响,帮助读者快速把握前沿方案的核心价值,敬请深入了解。
预确认(Preconfs)技术在基于Rollup中的作用与安全性评估流程图

什么是预确认(Preconfs)技术?

预确认(Preconfirmations,亦称 Preconfs)本质上是在交易正式上链前提供可靠的“先行承诺”。举例来说,预约餐厅时餐厅确认了你的座位,这种在你实际到达前即获得的保证,就相当于一次预确认,它让你可以安心安排后续行程而无需排队等待。

这一思路并非全新概念。比特币早期社区提出的 “0conf”,即在区块最终确认之前即视交易为有效,以缩短用户等待时间。2023 年,Uri Klarman 将此理念迁移至以太坊,提出 “链式预确认(Chained Preconfirmations)”,强调后续的预确认者能够继承前置预确认的可信度。随后,Primev 进一步深化,推出 “预确认(pre‑conf)” 竞价机制,使区块构建者联盟能够在特定时段内承诺包含指定交易,从而让用户参与预确认的竞价过程。

Primev 正在研发的 mev‑commit 是一个专注于 MEV 交易协同的去中心化平台,利用实时加密承诺和高效出价机制,为需要快速确认的高频交易(包括预确认)提供可靠的执行保障。

Justin Drake 在此基础上提出 “Based preconfirmations”,旨在让 L1 完全去中心化排序的同时,为用户提供即时的预确认信号,弥补基于 L1 排序的 Rollup 在确认速度上的不足。

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为什么 Based Rollup 需要预确认技术?

  • 2020 年 10 月,以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 发布《以 Rollup 为中心的以太坊路线图》,至今已形成多 Rollup 并存的生态。虽然 Rollup 能显著提升可扩展性和用户体验,但也带来了 碎片化决策成本 的新挑战。开发者在面对众多 Rollup 时,需要在不同链之间切换,且中心化排序器的存在引发交易审查与 MEV 利用等问题,导致部分用户承担不公平的费用或体验。
  • 为了解决中心化排序器的局限,业界出现了 共享排序器Based Rollup 两大方向。共享排序器提供统一的排序服务,却因作为第三方而面临信任与激励机制的困境。Based Rollup 则直接依赖以太坊 L1 的提议者进行排序,提升去中心化程度,但其交易确认时间仍受 L1 区块间隔(约 12 秒)的限制,难以实现类似中心化排序器的“软确认”。

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Based preconfirmations 机制的提出与演进

早期构想

Based Rollup 的概念最早出现在 Vitalik Buterin 2021 年的《An Incomplete Guide to Rollups》一文中,文中提出 “Total Anarchy”:一个任何人都可随时提交批次、无任何限制的完全去中心化环境。

2023 年 3 月,Justin Drake 在《Based rollups—superpowers from L1 sequencing》中进一步阐释了 Based Rollup(亦称 L1 排序 Rollup)的核心:Rollup 区块的生成与排序由以太坊 L1 的提议者完成,L2 构建者负责打包交易并提交至 L1。此设计不增加 L1 验证者的负担,却将 L2 的安全性与活性直接继承自 L1。

预确认的首次提案

2023 年 11 月,Drake 为解决 Based Rollup 确认延迟的问题,提出 Based preconfirmations。核心思路包括:

  1. 重质押机制:L1 提议者必须接受额外的惩罚条件,才能获得预确认资格。
  2. 包含列表(inclusion lists):提议者需具备强制将特定交易写入链中的能力。

优化版方案

随后,Drake 对上述设想进行了简化:通过让部分验证者自愿承担排序职责,其余验证者仅充当 “includers”,负责将交易写入链但不参与排序。排序者可以重新排序 includers 的交易,甚至插入额外交易。用户提交交易时有两条路径:

  • 低费路径:将交易发送至备用内存池,由 includers 以少量费用进行包含。
  • 高费路径:直接与下一位排序者沟通,支付更高的预确认费用以争取更快的确认。

相较于最初的提案,优化版直接利用 L1 的经济安全性,省去了额外的惩罚措施,也降低了对专用基础设施的依赖。

基于以太坊 L1 安全的预确认架构示意图

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实际落地:基于预确认的项目案例

Taiko – 先行者的实践

自 2023 年下半年起,Taiko 便致力于打造 Based Rollup。其网络由运行特制客户端 `taiko-geth` 的去中心化提议者组成,并与 L2 内存池保持同步。当提议者检测到一批可盈利的交易时,会将已打包的 L2 区块提交至以太坊 L1。

在交易流转过程中:

  1. 用户的交易首先进入 L2 内存池。
  2. L2 搜索者挑选有利可图的交易并打包。
  3. L1 搜索者作为 L2 区块的提议者,对这些交易进行排序并将完整的 L2 区块嵌入 L1 区块。
  4. 最终由 L1 验证者确认并写入以太坊主链。

为提升效率,Taiko 引入了预确认机制:提议者在正式上链前向网络广播即将包含的交易列表,并可分批向 L1 发布已预确认的子批次,从而降低单次数据发布的成本。

为防止多个提议者同时提交包含相同交易的区块导致冲突,Taiko 实装了 领导者选举:在任意时刻仅有一名提议者拥有提交区块的独占权,其他提议者的区块将被回滚,避免因冲突导致的费用损失。

Taiko L2 内存池、搜索者与提议者层级示意图

Puffer UniFi – 以预确认重塑跨链流动性

Puffer Finance 推出的 UniFi 同样基于 Based Rollup,交易排序外包给以太坊 L1。其预确认机制依托 Native Restaking 验证者:

  • 用户提交的交易首先由已在以太坊上注册的重质押验证者处理。
  • 验证者在约 100 毫秒内返回预确认承诺,告知用户交易已被接收并将在后续区块中出现。
  • 为确保验证者履约,UniFi 部署了 AVS(Attestation Validation Service),对违约行为施加额外惩罚。
  • 完成预确认后,验证者将交易与其他交易一起打包提交至 L1,UniFi 的 `Sequencer Contract` 接收批量交易并保证其不可回滚。

路线图显示,UniFi 测试网计划于 2024 年 9 月 上线,AVS 机制将在 2024 年第四季度 与主网同步推出。

Puffer UniFi 的目标是解决 链间流动性割裂。在同一 L1 验证者对多个 Rollup 进行排序的情况下,用户无需跨链桥即可在不同 Rollup 之间完成资产抵押与借贷。例如,用户 Alice 在 Rollup A 上的代币可以直接用于在 Rollup B 上借贷,而这两笔交易会在同一以太坊区块内同步完成。

Puffer UniFi 预确认流程示意图 展示用户、验证者、以太坊 L1 交易路径

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其他值得关注的预确认创新

  • Primevmev‑commit 平台可为任意 Based Rollup 提供预确认服务,并提出将 包含列表(IL)blob 预确认 结合的方案。
  • Espresso 推出 Proposer‑promised 预确认,允许 Rollup 自定义提议者的排序顺序与罚没条件。
  • Spire 开发了 Preconfirmation Registry,为大型运营商和独立质押者提供以 ETH 抵押的预确认发布渠道。
  • ChainboundBolt 协议使以太坊提议者能够对其区块内容作出明确承诺。

为进一步简化用户操作,研究者正探索 预确认网关 的概念。网关可代替用户完成预确认的复杂交互,将权利委托给专业的中枢服务,负责与提议者沟通、维护节点可用性等。目前已有 Aestus、Titan、Ultra Sound 等项目在此方向上取得进展。

基于 Rollup 的预确认流程示意图

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小结

在当前 Rollup 生态中,流动性碎片化是亟待解决的问题。Cinneamhain Ventures 合伙人 Adam Cochran 曾在推特上指出,Based Rollup 有望成为缓解以太坊 Layer 2 经济压力的关键路径。而 预确认 技术,则在提升 Based Rollup 使用体验、缩短交易确认时间方面发挥了决定性作用。随着 Taiko、Puffer UniFi 等项目的持续迭代,以及 Primev、Espresso 等创新方案的涌现,预确认技术正逐步走向成熟。我们将继续关注该领域的最新进展,为读者带来第一手资讯。

以上内容由 Bitaigen(比特根)小编整理,感谢您的阅读!

关键要点

  • 预确认在交易上链前提供可靠承诺
  • Based Rollup 仍受约12秒区块间隔限制
  • 竞价机制让构建者承诺特定交易
  • 共享排序器面临信任与激励难题
  • Based preconfirmations 兼顾去中心化与即时确认

常见问题

什么是预确认(Preconfs)技术?

预确认是一种在交易正式写入区块链前提供可靠“先行承诺”的机制。它让网络参与者在链上确认之前,就能确认该笔交易将在近期被包含,从而缩短用户等待时间。

预确认技术的历史来源是什么?

预确认的概念源自比特币的“0conf”,即在区块最终确认前视交易为有效。2023 年 Uri Klarman 将其搬到以太坊提出链式预确认,随后 Primev 引入竞价式预确认机制,进一步完善了该技术。

Based Rollup 为什么需要预确认?

Based Rollup 依赖以太坊 L1 提议者进行交易排序,确认时间受 L1 区块间隔(约 12 秒)限制。预确认可在 L1 区块正式生成前提供软确认信号,改善用户体验并缓解中心化排序器的延迟问题。

Based preconfirmations 的工作原理是什么?

该机制将验证者分为排序者和 includers。用户可选择低费路径让 includers 将交易写入备用内存池,或付高费直接与下一位排序者沟通获得预确认。排序者可重新排序 includers 的交易并插入额外交易,实现快速确认。

预确认对交易延迟和安全性有何影响?

预确认通过提前承诺交易被包含,显著降低用户感知的等待时间;同时,它仍依赖 L1 的经济安全性,最终确认仍需区块链共识完成,保证了安全性不受牺牲。

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什么是预确认(Preconfs)技术?

预确认是一种在交易正式写入区块链前提供可靠“先行承诺”的机制。它让网络参与者在链上确认之前,就能确认该笔交易将在近期被包含,从而缩短用户等待时间。

预确认技术的历史来源是什么?

预确认的概念源自比特币的“0conf”,即在区块最终确认前视交易为有效。2023 年 Uri Klarman 将其搬到以太坊提出链式预确认,随后 Primev 引入竞价式预确认机制,进一步完善了该技术。

Based Rollup 为什么需要预确认?

Based Rollup 依赖以太坊 L1 提议者进行交易排序,确认时间受 L1 区块间隔(约 12 秒)限制。预确认可在 L1 区块正式生成前提供软确认信号,改善用户体验并缓解中心化排序器的延迟问题。

Based preconfirmations 的工作原理是什么?

该机制将验证者分为排序者和 includers。用户可选择低费路径让 includers 将交易写入备用内存池,或付高费直接与下一位排序者沟通获得预确认。排序者可重新排序 includers 的交易并插入额外交易,实现快速确认。

预确认对交易延迟和安全性有何影响?

预确认通过提前承诺交易被包含,显著降低用户感知的等待时间;同时,它仍依赖 L1 的经济安全性,最终确认仍需区块链共识完成,保证了安全性不受牺牲。

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