解读Layer 2交易实现全流程:各阶段的安全性能分析

Layer 2(L2)交易相比Layer 1(L1)交易,多了一个等待被上传至L1的阶段。在这个阶段,用户只能依赖Sequencer提供的预确认(Pre-Confirmation),存在一定风险。本文将详细分析L2交易的全流程,并探讨各阶段的安全性能。

L1交易流程回顾

用户发出交易后,需等待被矿工/验证者打包进区块。即使交易已进入最新区块,也需要等待足够多的确认数,以降低重组(Re-org)风险。只有当重组概率足够低时,才能确信交易最终会被写入区块链历史。

L2交易流程分析

L2用户发出交易后,通常由Sequencer负责排序并打包进L2区块。当Sequencer将L2区块数据通过L1交易写回L1时,用户才能看到自己的交易被包含在最新L2区块中。

但此时仍存在L1重组风险,可能导致该L2区块最终未被写入区块链历史。因此用户还需等待L1重组概率足够低,才能确信交易会被最终确认。

预确认机制

为提升用户体验,部分L2引入了预确认(Pre-Confirmation)机制。Sequencer在收到用户交易时,会向用户承诺将尽快打包该交易。

对愿意相信Sequencer的用户而言,这个承诺可能已经足够。但预确认只是Sequencer的口头承诺,不具有法律约束力,存在被违背的风险。

主流L2方案的交易确认状态展示

Arbitrum/Optimism

Arbitrum和Optimism的交易在发出后几乎立即可获得收据,这就是Sequencer提供的预确认。

Arbitrum Explorer展示了交易的"Confirmed by Sequencer"状态,以及L1确认数。

Optimism Explorer除了显示"Confirmed by Sequencer"状态,还提供了更多信息:

• L1 State Batch Index:交易所在的State Batch编号
• L1 State Root Submission Tx Hash:该Batch上传至L1的交易哈希

Optimism还直接展示了L1的Finality信息,让用户清楚知道L1区块是否已被最终确认。

StarkNet

StarkNet的交易状态更丰富,包括:

• Received:交易已接收且验证通过
• Pending:交易正在被Sequencer处理
• Accepted on L2:交易已被打包进L2区块
• Accepted on L1:交易数据已上传至L1

但StarkNet将交易上传至L1的时间较长(4-5小时),用户需长期依赖预确认。且Explorer未提供L1 Finality信息,用户体验有待改进。

zkSync

zkSync将交易从L2到L1的过程细分为3个阶段:

1. Committed:区块已上传至L1
2. Proven:区块有效性已被证明
3. Executed:区块内交易执行完毕,L2状态已更新至L1

zkSync Explorer为每个阶段都提供了详细的数据展示,包括相关L1交易链接等。

但需注意,作为Alpha阶段保护措施,直到Executed阶段前Sequencer都可能修改历史记录,用户仍需信任Sequencer约一天时间。

改进预确认机制

预确认目前只是口头承诺,缺乏约束力。可考虑引入智能合约机制:

• 要求Sequencer/Builder提供预确认时抵押押金
• Sequencer/Builder需对承诺内容签名
• 用户可在发现承诺未履行时提交证据
• 智能合约自动检查并执行惩罚

这种机制可为用户提供更明确的保障,但目前仍处于概念验证阶段。

总结

L2交易相比L1多了等待上传至L1的阶段,在此阶段用户只能依赖预确认。各L2方案都在Explorer中展示了预确认状态,但其可靠性和时效性有所不同。

用户应当注意预确认的局限性,必要时等待交易被上传至L1并获得足够确认数。未来可通过智能合约等机制来增强预确认的可靠性,为用户提供更好的保障。