解析Layer 2交易执行全流程:各阶段安全性评估

Layer 2(L2)技术为以太坊带来了更高的可扩展性,但同时也增加了交易确认的复杂性。本文将详细介绍L2交易的完整执行流程,并分析各个阶段的安全性能。

L1交易流程回顾

用户发送交易后,需等待矿工或验证者将其打包进区块。即使交易已被打包,仍需等待一定数量的确认区块,以降低被重组(Re-org)的风险。只有当重组概率足够低时,交易才能被认为是最终确认的。

L2交易流程详解

L2交易流程与L1相比,多了一个环节:

1. 用户发送交易给Sequencer
2. Sequencer将交易打包进L2区块
3. Sequencer将L2区块数据提交到L1
4. 等待L1确认

其中第2-3步是L2特有的。在这个阶段,交易尚未上链,用户只能依赖Sequencer的承诺,这被称为"预确认"(Pre-Confirmation)。

主流L2方案的交易确认机制

Arbitrum/Optimism

• 交易几乎可以立即获得收据,这是Sequencer的预确认
• Explorer会显示交易状态,包括"Confirmed by Sequencer"和L1确认数
• Optimism还会显示L1 Finality状态

StarkNet

• 交易状态包括Received、Pending、Accepted on L2、Accepted on L1
• 从L2到L1的确认时间较长,约4-5小时
• Explorer未显示L1 Finality信息

zkSync

• 交易状态包括Pending、zkSync Era Processed、Committed、Proven、Executed
• 将L2到L1的过程细分为三个阶段
• Explorer对每个阶段都提供详细信息

L1的预确认机制

如果能提前知道出块者,L1也可以支持预确认。在PBS架构下,Builder可以提供预确认服务,但其效力较弱。未来如果Proposer能参与区块制作,预确认机制可能会更加可靠。

改进预确认机制

可以通过智能合约让Builder或Sequencer抵押押金,并对承诺内容签名。如果违反承诺,用户可以提交证据并惩罚对方,从而提高预确认的可信度。

总结

• L2交易比L1多了一个等待上传至L1的阶段
• 在上传L1前,用户只能依赖Sequencer的预确认
• 大多数L2 Explorer都会显示预确认状态
• 等待L2数据上传L1是最安全的做法
• 可以通过经济激励机制来增强预确认的可靠性

下表总结了L1和L2交易在各阶段的确认保证和风险:

| 阶段 | L1交易 | L2交易 | |------|--------|--------| | 发送交易 | 无保证 | 无保证 | | 预确认 | Builder承诺(未来可能) | Sequencer承诺 | | 打包区块 | 较高保证 | 中等保证(取决于Sequencer) | | 上传L1 | - | 高保证 | | 多个确认 | 极高保证 | 极高保证 | | 最终确认 | 最高保证 | 最高保证 |