Espresso Systems: 通過共享排序實現 L2 擴展的創新之路

Espresso Systems 最初計劃構建一個高度可擴展、注重隱私的去中心化 L1 協議。然而，隨着行業發展，他們意識到無需創建新的 L1，轉而專注於爲以太坊生態系統提供解決方案。Espresso 的使命聚焦於兩個主要方向:隱私和性能。

爲提升隱私保護，Espresso 開發了 CAPE 應用程序。這是一個智能合約系統，能夠在交易層面實現定制化的隱私配置。CAPE 可以部署在任何支持 EVM 的鏈上。

在性能方面，Espresso 着眼於改進排序器。排序器負責驗證和批處理第 2 層區塊鏈上的交易，並將其發送回第 1 層鏈進行結算。雖然 Rollups 並不一定需要排序器，但它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挑戰是中心化傾向，可能導致交易審查、MEV 攻擊和單點故障等風險。爲應對這些問題，Espresso 提出了共享排序器的解決方案。這種方案依賴於獨立的、無需許可的網路節點。

Espresso 正在打造一個共享排序市場。在這個市場中，第 2 層鏈可以將區塊空間出售給共享提議者，包括以太坊主網的提議者。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。該協議允許資產創建者發行私有數字資產，同時指定特定方可以查看所有權和交易相關信息。CAPE 還支持使用私人可驗證憑證、凍結密鑰或閾值方案等高級策略。

VERI-ZEXE 是一種去中心化私人計算(DPC)系統。它源於 2019 年 Bowe 等人提出的方案，該方案允許用戶在鏈外執行任意計算，並使用零知識證明來證明計算的正確性。ZEXE 系統是這一方案的具體實現，可以看作是一個"可編程的 Zcash"，將單一應用系統擴展爲智能合約系統，同時保留隱私保證。

VERI-ZEXE 在交易生成效率方面比現有技術提高了約 9 倍，內存使用效率提高了約 2.6 倍。它將在 CAPE 的未來版本中使用，以支持任意用戶定義的資產策略，同時保持資產隱私的可配置性。

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 協議設計。它是開放的、無權限的系統，能夠分散參與排序器網路的權力。HotShot 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。

該協議採用權益證明(PoS)安全模型，Espresso 團隊的一個關鍵要求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 應至少能擴展到包括所有以太坊驗證者(目前超過 70 萬)的參與規模。

Tiramisu

Tiramisu 是一個創新的數據可用性解決方案，由三個新穎的層組成:

1. Savoiardi: 基礎層，是一個抗賄賂層，提供最高級別的安全性。
2. Mascarpone: 中間層，通過選舉一個小型的數據管理委員會來保證高效的數據恢復。
3. Cocoa: 頂層，爲 Tiramisu 提供內容交付網路，幫助實現"Web2 級性能"。

Espresso Systems 在設計協議時考慮到了靈活性和模塊化，使用其排序器的 rollup 如果不想使用 Tiramisu，也可以選擇其他數據可用性解決方案。

Espresso Sequencer

Espresso Sequencer 是爲以太坊上的第 2 層擴展解決方案分散交易排序的系統。它圍繞單一去中心化的權益證明安全模型進行設計，支持用於排序交易的共識協議和可實現進一步性能優勢的數據可用性機制。

該系統包含一個匯總合約系統，負責註冊已提交的排序事務塊，驗證其與共識協議和可用性證書的一致性，爲部署到 Espresso Sequencer 的每個 zk-VM 註冊更新的狀態承諾，以及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，充當匯總及其底層 L1 平台之間的中間件。它被設計爲一個可以部署任何 zk-VM 或樂觀 VM 的平台，未來還可能通過將 VM 同時復制到多個 L1 來充當互操作層。

發展歷程

• 2022年6月15日: Espresso 在 Goerli 測試網上啓用 CAPE
• 2022年11月28日: 發布 Espresso 測試網 1 (Americano)，首次公開 Espresso Sequencer
• 2023年7月20日: 與 Polygon zkEVM 推出共享 Doppio 測試網
• 2023年8月5日: 向公衆開放 Doppio 測試網，展示 Espresso Sequencer 與 Polygon zkEVM 堆棧的集成
• 2023年9月29日: 發布測試網 3 (Cortado)，集成 OP Stack 和 Polygon zkEVM 匯總
• 2024年1月26日: 發布測試網 4 (Gibraltar)，展示與 Arbitrum 技術堆棧的集成
• 2024年5月22日: 發布測試網 5 (Cappuccino)，將 HotShot 最終層擴展到 100 個節點，增加對 Arbitrum 欺詐證明的支持

生態系統合作

Espresso Systems 與多個項目建立了合作關係，包括:

• EigenLayer: 利用 Espresso Sequencer 網路上的重新抵押
• Injective: 集成 Espresso Sequencer，從 Cascade 開始
• AltLayer: 將 Espresso Sequencer 引入 AltLayer Stack
• Catalyst: 致力於 Espresso Sequencer 生態系統的跨鏈 AMM 平台
• 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: 將分散式測序引入 OP Stack
• Offchain Labs: 合作將去中心化版本的 Timeboost 交易排序引入 Arbitrum 生態系統
• Blockdaemon: 通過部署外部定序器節點支持 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

融資情況

Espresso Systems 通過種子輪和 B 輪融資共募集 6000 萬美元:

• 2022年3月: 籌集 3200 萬美元，由 Greylock Partners 和 Electric Capital 領投
• 2024年3月: 完成 2800 萬美元 B 輪融資，由 A16zcrypto 領投

項目展望

Espresso Systems 通過共享排序器解決方案，致力於解決 L2 領域的交易排序問題。共享排序器不僅可以緩解審查、MEV 提取和有效性等問題，還爲跨 rollup 功能開闢了新的可能性。

作爲中間件，Espresso 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新的統一性和效率。通過公平的經濟激勵和排序收入分配機制，Espresso 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。