前言：

Metis簡介

（左Natalia Ameline，右Elena Sinelnikova）

MEME屬性的由來，據Metis官網信息，Metis的聯創兼首席執行官Elena Sinelnikova一直在推動區塊鏈行業的教育和普及工作，也是教育性非營利組織全球最大的女性區塊鏈社區CryptoChicks的聯創之一。CryptoChicks的另一位聯創是Natalia Ameline，她是以太坊創始人Vitalik Buterin的母親，此外Vitalik Buterin的父親Dmitry Buterin也牽頭創辦了區塊鏈教育公司Blockgeeks，致力於开發與區塊鏈技術相關的課程。Metis Network於2018年成立，2021年5月發行。

Metis是一條基於以太坊鏈的Layer2，是Optimism最早的分叉項目，工作原理與其他Layer2相同，最大的亮點是其爲首個成功實現排序器去中心化的Optimistic Rollup。該網絡採用Proof-of-Stake Sequencer Pool機制以確保網絡的持續可用性和審查抵抗力，同時啓用費用共享和排序器質押。這些排序器負責確定交易的打包順序，過程中必須獲得排序器池中至少2/3以上的排序器籤名，才能將數據打包上傳至Layer1網絡。爲了防止惡意行爲，Metis還引入了驗證者角色，對區塊進行抽樣調查，確保排序器對交易的排序是正確的。

MPC（多方計算）在隱私保護和去中心化方面具有優勢，然而在需要達成共識的區塊鏈網絡中，它也存在一些明顯的劣勢。由於缺乏中繼節點分發信息，導致了通信次數的增加從而又導致了網絡內通信成本的顯著上升。Metis的解決方案是將單點排序器轉變爲排序器池，通過節點質押機制和輪換機制實現去中心化，從而使去中心化排序器能夠達成共識完成籤名。雖然這可能使網絡成本最終並不比Layer1低太多，但卻能夠實現抗MEV和解決單點故障問題，同時將收益分發給節點質押者。

近期Metis TVL的急劇增長引起了人們對於去中心化排序器重要性的關注，據 L2BEAT 數據，當前在所有Layer2網絡中OP方案的TVL排名第五。Metis的去中心化排序器設計初衷既能主動分配蛋糕，同時也能讓市場看到Layer2原生代幣的價值捕獲。

圖源：L2BEAT 數據時間24/02/01

Rollup三要素

Rollup是Layer2解決方案之一，也稱爲卷疊。其工作原理是將在以太坊主網（即Layer1）上進行的交易計算和存儲遷移至Layer2進行處理和壓縮，然後將壓縮後的數據上傳至以太坊主網，從而擴展以太坊的性能。

Rollup根據確保壓縮數據有效性（即數據正確性）的方案不同可以分爲ZK Rollup和Optimistic Rollup。它涉及鏈下計算，每隔幾分鐘將交易打包到鏈上，進行滾動驗證和記账，並因此得名。然而盡管我們通常將其稱爲Rollup鏈，但Rollup的鏈下部分並非是完整的區塊鏈，從字面上理解Rollup將一堆交易卷起來形成一個Rollup交易，所有節點在接收到此Rollup交易後不執行被卷起來的邏輯而只接受這些邏輯的執行結果。

圖源：Ac-Core自制

● 排序器(Sequencer)

排序器是L2 中負責將交易排序、整理、打包並提交到 L1 網絡的角色，目前大多數 L2 項目，都依賴單一序列器（通常是項目方自己）來完成以上工作，這裏存在着兩個安全問題：1.單點故障，如果該序列器因爲攻擊或技術故障出現問題，整個網絡會因此停擺；

2.擴展性問題，單一的序列器可能難以應付日益增長的交易量。

● 驗證

交易過程中在排序器發送打包的數據需要經過驗證，當前以太坊Rollup的驗證大部分是由以太坊Rollup智能合約執行來以此保證數據的可信性。主要存在兩種不同的驗證方法：ZK Rollup（零知識證明Rollup）和Optimistic Rollup（樂觀卷疊）。例如：

ZK Rollup:

驗證方法：ZK Rollup使用零知識證明（Zero-Knowledge Proofs）來驗證在Layer2發生的所有交易的正確性。零知識證明允許驗證方在不了解具體交易細節的情況下確認其有效性；

隱私保護：ZK Rollup強調用戶隱私，因爲在Layer1上提交的是計算結果的“證明”而非交易的詳細信息。具體的交易內容在Layer2上進行，而Layer1只驗證零知識證明的有效性。

Optimistic Rollup:

驗證方法：Optimistic Rollup採用“樂觀”策略，即假設所有的交易都是合法的，然後在必要時才進行驗證。驗證是通過欺詐證明（Fraud Proofs）來完成的，即在Layer1上提交證明，證明Layer2上的交易違反了規則；

實時性：由於假設所有交易合法，Optimistic Rollup在Layer2上的交易可以迅速進行，而驗證發生在有爭議或異議產生時。

● DA(Data Availability)

DA即數據可用性，將鏈下處理的每筆交易的狀態數據公开發布，使其他參與者也可以訪問和使用這些交易狀態數據。某些Layer2將交易的狀態數據寫入以太坊Layer1，從而實現DA。也有一些Rollup Layer2將交易關鍵數據寫在第三方區塊鏈上，數據可用性的前提是數據可信。例如：

Optimistic Rollup中的DA: 確保Layer1上能夠獲得Layer2上所有交易的數據。如果數據不可用，任何人都可以在Layer1上提出異議，這有助於防止潛在的數據篡改或遺漏；

ZK Rollup中的Commitment: 在Layer2中，所有交易的計算和存儲發生，但只有計算的結果（稱爲Commitment）被提交到Layer1。零知識證明用於證明這些Commitments的正確性。

注：在ZK Rollup中"Commitment" 更側重於驗證Layer2上交易計算結果的正確性，而"數據可用性" 更關注確保Layer1可以獲得Layer2上所有交易的數據，這兩者通常是相輔相成的，以確保整個系統的安全性和可靠性。

在Rollup的三個關鍵要素中，排序器被認爲是最爲關鍵的。排序器負責在鏈下執行對Layer2交易信息進行排序和壓縮的過程。由於這一過程涉及數據的可信性驗證，因此實現數據的可用性至關重要。然而當排序器是去中心化的時候，對於數據可信性驗證和可用性的實現可能不再如此緊要。

基於PoS共識的Metis去中心化排序器

圖源：Metis L2

● 排序器的遴選

在Metis 上鎖倉$Metis有機會成爲節點，會根據鎖倉的 $Metis 數量計算權重，算法會爲這些節點分別分配一個範圍。Metis Rollup對"交易數據驗證板塊"進行了改進。在Layer2層的計算過程中，引入了一個名爲"驗證人"的角色，並通過競爭挖礦機制來激勵驗證節點快速驗證交易，並且這一過程通過競爭機制實現。與其他採用Proof-of-Stake（PoS）機制的Layer1網絡類似，Metis的交易也需要節點進行驗證。因此，從Metis上打包並傳送到L1上的數據不存在爭議問題，也就避免了將資產從Metis提取到以太坊主網上出現間隔和延時的問題。

與Optimistic Rollup相比，Metis Rollup的一個顯著區別在於，資產從Metis提取到以太坊L1層僅需要幾個小時或幾分鐘。這突顯了Metis Rollup在處理交易的效率和速度方面的優勢。總體上，鎖倉金額越高的節點加入排序器的概率越高。當然這其中也有一些隨機成分。

● 排序器的MPC(多方計算)

Metis實現排序器的去中心化涉及三個關鍵角色：管理員（Admin）、排序器和基於PoS的共識層。

管理員：負責設置整體網絡的關鍵參數，以及管理排序器加入排序器池的資格。協議方不再直接掌握此類事務的絕對控制權，而是通過提案審定後由管理員執行。實現去中心化的難點之一在於排序器的管理必須以去中心化的方式進行，同時要保持高效和便利；

排序器：Metis採用了基於 TSS（Threshold Signature Scheme）的MPC（Multi-Party Computation）籤名來管理多個排序器的籤名權限。每個排序器有權決定一個批次，並通過MPC籤名的方式讓所有排序器參與。如果籤名數量超過2/3，則認爲該批次有效，可以提交到L1上的Rollup合約中。排序器池進行的MPC籤名由基於PoS網絡中的另一個合約進行管理。當PoS網絡檢測不到MPC地址時，會觸發MPC模塊以生成密鑰；

基於PoS的共識層：PoS網絡負責管理排序器籤名權限的合約，監控MPC地址，以及觸發密鑰的生成。生成的密鑰會被分片後分發給池中的每個排序器，用於進行MPC籤名。該模塊的設置涵蓋了密鑰的生命周期管理，包括多重籤名生成、密鑰重新共享、應用籤名、刪除籤名等；

採用TSS的原因在於其具有高容錯性和高靈活性的屬性。相較於多籤，TSS無需在鏈上對每個籤名進行驗證，而是將所有籤名者的籤名聚合後統一進行校驗，從而提高了交易確認速率。此外，PoS節點間的通信使用獨立的Tendermint通道，而MPC運行時的通信則採用了libp2p協議。這一整套系統的設計旨在實現高效、安全的排序器去中心化管理。

● Metis排序器的交易流程

1.啓動用戶开始交易；2.交易被轉發到網絡排序器節點；3.區塊生成：排序器接受交易有效時創建區塊；4.最終確定：多方計算（MPC）節點講區塊合並轉發到以太坊主鏈。

● MetisEDF

Metis生態發展基金（MetisEDF）爲此提供資金支持，涵蓋了多個方面，如激勵協議的开發和部署，提供流動性支持，進行安全審計和實施流動性挖礦計劃等。分配包括：

Sequencer挖礦：65.4%（3百萬$METIS / >2.6億美元）;

生態系統資助：34.6%（1.6百萬$METIS / >1.4億美元）。

中心化的排序器問題

圖源：Ac-Core自制

以太坊的原理是，每個節點都存儲且執行用戶提交給它的每筆交易，這種高級別的安全方式也導致整個網絡十分昂貴，所以需要爲整個網絡擴容而採取Rollup解決方案。簡單來說，Rollup = Layer1的一組合約 + Layer2的自身網絡節點，即鏈上智能合約 + 鏈下聚合器，在結算、共識、數據可用性方面均依賴以太坊，自己僅負責執行 Rollup。

● 鏈上智能合約，表示了它的信任模型就是以太坊上的一個智能合約，借用了以太坊的安全性；

● 鏈下聚合器，表示了它會鏈下執行並聚合交易，將大批量的交易進行壓縮，並最終放上以太坊主網，達成更快且更便宜的目的。

Layer2網絡節點又由很多部分組成，其中排序器組件最爲重要。它負責接收Layer2上的交易請求，以此決定它們的執行次序並將交易序列進行Batch，最終傳送給Rollup項目在Layer1上的合約，目前以太坊所有Layer2 Rollups的排序器都是中心化的，Metis卻正好佔據了去中心化排序器的先機。

Layer2的全節點可以通過兩種方式獲得交易序列：一是直接從排序器獲取，二是讀取排序器發送到Layer1的Batch，但後者擁有更強的不可修改屬性。由於交易執行會改變區塊鏈账本的狀態，爲確保一致性，Layer2全節點除了需要獲得交易次序，還必須與排序器同步账本狀態。因此，排序器的任務不僅是將交易批次發送到Layer1的Rollup合約，還要將交易執行後的狀態更新結果StateRoot/StateDiff傳送至Layer1，通俗來講排序器的工作是將交易處理和排序爲添加到區塊鏈中的塊，負責批量處理交易並將其發布到 Layer1 智能合約。

對於Layer2的全節點來說，只要獲取了Layer1上Rollup的交易序列和最初的StateRoot，就能夠還原出Layer2的區塊鏈账本，並計算得出最新的StateRoot。反之，Layer2全節點自己計算得到的StateRoot與排序器發布到Layer1的StateRoot不一致，就意味着排序器存在欺詐行爲。綜上相比Layer2自身的網絡，Layer1會更加去中心化、去信任（Trustless）和更安全。

Optimistic Rollup舉例它允許Layer2全節點提供欺詐證明，證明排序器在Layer1發布的數據是錯誤的。但對於沒有欺詐證明的Optimism來說，如果它真想通過排序器來盜走Layer2的用戶資產，只需讓排序器運行者僞造交易指令，並將其他人在Layer2的資產轉移至自己的地址，最後通過Rollup自帶的Bridge合約來把盜來的幣轉移至Layer1。

對於Metis的看法

圖源：Chaindebrief

Layer2近期最大的炒作熱點無疑是坎昆升級，但這對於Metis不會產生獨有的利好而是普遍性的。拋开“Vitalik Buterin 媽媽 / 閨蜜”的市場情緒影響，Metis與其他Layer2最大的競爭點在於其去中心化的排序器和權益下放的經濟模型，TVL表現出的市值整體更加貼合市場用戶對於Metis信心的反饋。

Metis與其他Layer2自己緊握財政大權的方式不同，而是把更多的收益分給了用戶。OP Rollup的經濟模型整體是強控制狀態，通過中心化的方式，不斷給生態發放OP Token獎勵來刺激开發和交互以此通過賺取Gas價差獲利，與此方式不同的是，Metis則是把收益權益下放給了質押者們參與競爭，大幅釋放Layer2基礎設施金融化的屬性，以此吸引到市場的大量關注度。

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