作者： fairyproof

近日，知名交易所Coinbase发布新闻，在线推出自行开发的以太坊第2层扩展系统Base[1]。 这个消息很快在业内引起了热议和讨论。

根据CoinBase的官方稿件[1]，目前上线的base版本是其测试网络，该系统是基于Optimism[2]的OP Stack[3]技术开发的。

但目前热点主要集中在商业布局和生态规划上，对其技术结构特征的讨论尚不多见或仅局限于表层论述。

Fairyproof技术团队试图从Base所基于的技术堆栈OP Stack中探讨Base系统的特点和安全关注点。

首先，我们来看一下OP Stack技术堆栈的基本特征。

OP Stack是由Optimism团队开发的用于构建第2层扩展系统的技术堆栈。 体系结构图如下。

官方文档[3]介绍了该技术体系结构。 我们认为重要的特征如下。

1. OP Stack的技术迭代及兼容性

该技术堆栈根据Optimism的公式说法分为两个阶段实现，第一个是现阶段的Bedrock，第二个是下一阶段的Superchain。 由于根据Optimism的公式，模式映射中带有圆圈的组件已被提议开发，因此该组件很可能是正在开发中，并将在下一阶段Superchain阶段发布的组件。

该技术堆栈的迭代分为两个阶段，但官方文档显示，现阶段实现的Bedrock版本与下一阶段的Superchain版本很好地兼容。

然而官方文档也显示，开发者可以修改基于Bedrock的OP Stack代码以开发定制的第2层扩展方案，但该定制的第2层扩展方案与未来的Superchain不兼容那么，自定义和修改OP Stack的哪些组件和体系结构会导致兼容性问题呢？ 官方文档没有详细的说明。

2. OP Stack运行机制中的中心化问题

对区块链系统来说，保持运营和技术架构的中心化对整体安全具有重要意义。 在比特币白皮书中，中本聪将去中心化放在极其重要的位置。 因为这是防止系统受到单点故障和攻击的重要措施。

根据OP Stack的官方文档，目前的实现方案在交易排序( Sequencing )和验证者( Attestor )的选定这两个方面存在中心操作问题。

在OP Stack架构中，作为目前存在中心运营的一环，主要进行交易排序。 这个工作由测序程序( Sequencer )完成。

在当前的OP Stack实现中，“排序器”( Sequencer )的缺省设置是只排序一个排序器，用于对整个Optimism系统的事务进行排序。 这显然是中心机制。

官方文档还描述了一种从多个排序器中选择一个执行事务的排序任务的方法。 这是一个以实现未来Superchain系统为目的的方案。 如果实施该方案，可以进一步消除排序中存在的中心化运用问题。

除排序外，验证者机制也存在同样的问题。

OP Stack目前正在实现错误证明( Fraut Proofs )机制。 在该机制中，如果超过特定阈值的验证者( Attestor )提供的状态证明与系统向以太网提交的状态不匹配，则可以证明系统向以太网提交的状态无效。

但是，在OP Stack的官方文件中，没有提到这些验证者( Attestator )是事先选定的，还是没有人得到许可就可以参加。

我们预计大概率的现在的验证者是团队事先选择的。 如果是这样的话，现在的验证者也有中心运营的问题。

对此，团队提出未来的建议并实现的方案是“Fault Proof Optimistic Settlement”。 官方文件显示，该机制采用了无需许可的验证机制，但具体是如何实现的尚未公布细节。

3. 证明机制的可扩展性

目前流行的两大Rollup程序要求以太网主控器提供证书，无论是Optimistic还是ZK。 前者提供错误证明( Fault Proofs或Fraud Proofs )，后者提供有效证明)。

在OP Stack中，证明的实现是通过清算层( Settlement Layer )实现的。 目前所实现的证明是错误证明，更具体地说，是基于Attestation的错误证明。

然而，在Optimism团队的规划中，未来这个部分也可以支持有效的证明。 至于何时支持有效证明，根据官方文档，基于零知识证明的ZK方案需要等待成熟。

因此，OP Stack在这方面的可扩展性留有想象的余地，未来的Optimism系统Superchain有可能支持这两种证明方案。

4 第二层系统的安全性及活跃度

OP Stack在官方文件中，对第二层扩展系统的可靠性提出了两个衡量标准。 即安全性( Security )和活性度( Liveness )。

系统的安全性得到了证明系统的保证，系统的活跃度是根据第2层系统能否成功向(以太网)主网络提交交易来衡量的。

在基于OP Stack的系统中，即使Sequencer无法正常工作，系统也会搜索其他正常工作的Sequencer事务，以确保第2层系统可以成功将事务提交到以太网主系统

在更紧急的情况下，如果第2层系统连接到以太网主机的网桥功能被冻结(也就是说，系统的活动度得不到保证)，则会冻结用户在区块链主机上的资产。 这是为了保证用户的(资产)安全，即使禁用了活跃度。

这显示了团队权衡安全性和活跃度的结果。 安全性比活性度高。

5. 系统的治理

模式贴图具有“治理层”( Governance Layer )。 这个统治阶层在官方计划中走向中心化的安全委员会( decentralized security council )。 未来，该委员会将能够更新SuperChain各chain的附件、升级协议、紧急停止SuperChain网桥等功能。

该委员会拥有强大的控制权。

但该委员会如何组成和如何运作，目前的官方文件没有透露更多细节。

该委员会认为，项目方采用的方法可能是使用链上多签钱包或链下MPC技术防止权限泄露或入侵。

以上罗列的几个点是我们人工操作的OP Stack技术堆栈中比较重要的特征和因素。 由于Base系统是基于OP Stack构建的，因此Base系统也继承了上述特征。 但是，除此之外，我们认为Base系统还有特别的细节。

现在，让我们来看看Base系统的特定细节和可能实现的方案。

根据Coinbase发布的官方文档[1]，我们关注以下问题：

一Base系统中费用的支付币种

Coinbase是官方文件，表示虽然系统将来不会发行令牌，但是系统和在该系统上运行的各种APP应用程序在向以太网主控提交交易时会向以太网主控支付手续费。 因此，最直接、最简单的方法是向在Base上运行的APP应用程序收取ETH费用。 因此，将来项目方在Base上部署APP应用程序或用户与Base上的APP应用程序进行交互时所支付的费用很可能会直接支付给ETH。

二Base系统中的无需许可涉及到的角色

CoinBase表示名为base的第2层扩展系统对用户来说不需要许可证。

其中，Fairyproof技术团队所理解的用户是指在Base中部署项目的项目团队以及与这些项目进行交互的用户。 对这些用户来说，他们可以不经过许可就进行上述活动。

但是，Base本身作为第2层扩展系统，系统本身也有需要参与者的角色。 这些参与者主要起到维护系统安全、保证系统正常运行的作用。 在以太网主控中，该类参与者最典型的是验证者，第2层扩展中，该类参与者最典型的负责排序事务的定序器和验证状态

那所有人未经许可就能成为索塔和状态验证者吗？ Fairyproof小组认为，就目前的Base计划而言，这一条件尚未得到满足。 目前，很可能仍在使用经过身份验证的排序器和状态验证者。

三Base系统对以太坊虚拟机（EVM）以及账户抽象的支持和实现方式

根据官方文档，Base与以太网虚拟机( EVM )完全兼容。 与以太网兼容的虚拟机意味着可以在以太网上运行的所有程序都可以直接运行，或者只需少量修改就可以在Base中运行。 它继承了Optimism或OP Rollup的技术流派特征，便于当前在以太网上运行的各个项目方直接迁移项目进入Base生态。

CoinBase团队在此处订购了对base帐户抽象的支持，但没有详细说明。

对此，我们的推测如下。

目前，以太网标准体系( EIP )中对实现账户抽象提出了许多方案，典型的有EIP-2938(4)、EIP-4337)。 但是，EIP-2938与修改以太网协议层有关，EIP-4337只需在智能合约水平上实现即可。 显然，在智能签约级别实现对账户的抽象支持是最方便、最高效的方案。

另外，官方文件[7]表明，另一个知名的第2层扩展系统zkSync[6]也在当前版本中实现了对帐户抽象的支持，其实现方案非常类似于EIP-4337。

因此，基于Base的账户抽象的实现，基于EIP-4337实现方案的概率较高。

四Base对跨链的支持

根据官方文档，Base不仅连接到以太网，还连接到其他两层扩展方案，甚至连接到其他块链主节点( Layer 1)，如Solana。

这意味着Base具有各种各样的交叉链功能。 这些交叉链不仅包括当前流行的区块链主链之间的交叉链，还包括尚未大规模实现和流行的以太网第2层扩展系统之间的交叉链。

关于区块链主链之间的交叉链，目前OP Stack发布的官方文档似乎没有提供太多细节。 也许，这个部分现在不方便公开。 因此，Base提到的区块链主链交叉链这一功能，可能是基于OP Stack暂时没有公开的内容，也可能是Base独自开发的功能。

另外一方面，关于第2层扩展间交叉链，分为Optimistic Rollup系统间的相互交叉链、ZK Rollup系统间的相互交叉链、Optimistic Rollup和ZK Rollup间的交叉链这3种

目前，很少有团队为ZK Rollup系统之间的交叉链以及OP Rollup和ZK Rollup之间的交叉链提出相应的解决方案。 关于OP Rollup之间的交叉链，OP Stack的公开文件表示，未来基于Superchain架构实现的第2层扩展系统之间可以实现便捷的交叉链。

因此，将Base系统所实现的层2扩展系统之间的交叉链视为当前基于Superchain架构所实现的层2扩展系统之间的交叉链。 这是最容易实现、最快实现的功能。

五Base的去中心化及实现方式

根据官方文档，Base将被中心化，但将逐步执行。

根据OP Stack的官方文件，在目前实现的第2层扩展系统方案中，Sequencer由中心化方式指定。 OP Stack还表示，将来将集中Sequencer指定机制(例如，采用轮询方法)。

这也是Base的进化方向，我们认为目前在OP Stack中参与系统维护的中心化参与者，如Sequencer、Attestor等将逐渐中心化。 当这些参与者逐渐中心化时，就意味着一个角色有多个候选人有资格参加。 这些参与者为了参加活动，按照一般的POS机制法则，需要抵押令牌。

在目前以太网生态和优化生态中，以太网主网级抵押资产为ETH，优化级抵押资产为OP令牌。

Base系统可能抵押的加密资产是什么呢？

因为CoinBase表示不会为Base发放令牌，所以从以太网主网络和Optimism系统的抵押资产来看，未来参与者需要抵押的加密资产，才能在Base系统中实现进一步的中心化

综上所述，我们认为基于OP Stack的Base系统在可扩展性方面具有很好的潜力。 未来，如果系统能够避免交易排序和状态验证方面的单点故障问题，并使用多签名wallet或MPC技术管理安全委员会的权限，则该系统在技术和操作方面是更安全、可信、可信的

参考文献：

[1] Introducing Base，https://www.coin base.com/blog/introducing-base

[2] Optimism，https://www.optimism.io/

[3] Welcome to the OP Stack，https://stack.optimism.io/

[4] EIP-2938，https://eips.ether eum.org/eips/EIP-2938

[5] EIP-4337，https://eips.ether eum.org/eips/EIP-4337

[6] zkSync，https://zksync.io/

[7]会计辅助、

3359 era.ZK sync.io/docs/dev/developer-guides/aa.html # prerequisites