Mantle 的起源和目标

介绍

Mantle 是由 BitDAO 孵化的。BitDAO 是一个具有雄厚资金实力的知名 DAO 组织，由新加坡知名加密衍生品交易所 Bybit 在 2021 年创建，其金库拥有超过 30 亿美元的资金，这为 Mantle 提供了充足的资金和技术支持。

Mantle 团队决定基于 Optimistic Rollup 技术构建一个通用的 Layer2，支持很多种不同的应用场景。与此同时，它创新性地采用了 EigenLayer 提供的 EigenDA 技术，带来了更先进的数据可用性解决方案，加上多方计算（MPC）技术以及更加去中心化的 Sequencer ，这些创新提高了交易的吞吐量、降低了交易费用，还增强了网络的安全性和可扩展性。 看到这里是不是很懵呀？放心吧，这些新名词在后面的教程里面都会学到，同学们先不要着急。 Mantle 的目标是通过其技术创新和强大的生态支持，为以太坊生态系统带来更高的性能、更低的费用以及更强的安全性和去中心化特性，从而推动整个区块链行业的前进。

Mantle - 模块化架构

模块化架构

Mantle 团队在实际做设计的时候，考虑到传统 OP Rollups 方案的局限性，于是创新性地引入了模块化 Rollups 设计，旨在提高其效率和性能。

区块链的模块化架构是一种新型的区块链架构，在这种结构中，区块链的主要功能（比如执行交易、达成共识、结算和数据存储）被分散到不同的专业层级上。这就像是在一个大公司里，不同的部门各司其职，负责不同的业务一样。

模块化的区块链有什么优势呢？

模块化设计可以让系统更具灵活性和可扩展性。每个层级既专注于特定功能，也可以独立地进行升级和优化，尽可能不影响其他层级的功能运行。例如：

• 共识层：负责区块链网络的共识机制，可以独立于交易处理进行优化，比如我们可以引入更高效的共识算法来提高验证速度，而不影响执行层和数据层的效率。
• 数据层：处理数据存储和传输，比如我们可以采用新的技术来提升数据层的可扩展性，处理和存储更大批量的交易，而不影响共识机制的安全性和执行层的计算速度。

这种模块化架构提升了区块链系统的整体性能，使得各个层级都可以独立优化，提高了整体系统的灵活性和可扩展性，从而能更好地满足未来的发展需求。

Mantle - 交易是怎么发起和处理的

发起交易

1. Alice 首先需要确保她有一个数字钱包能够与 Mantle 网络交互，这个很简单直接从 Mantle 官方网站去下载安装就可以了。钱包里面添加了 Mantle 网络的 RPC（远程过程调用）节点地址，通过 RPC 节点就可以与 Mantle 网络进行通信了，允许她的钱包发送和接收信息。
   • 关于 RPC ：全称是远程过程调用（ Remote Procedure Call ）。它是一种通信机制，允许一台计算机（客户端）通过网络请求另一台计算机（服务器）上的程序来执行某些特定的任务。简而言之，就是 RPC 允许你的设备通过网络告诉另一台设备去做某件事。
   • RPC 在区块链中的应用：在区块链技术中，RPC 扮演了连接用户（如 Alice）和区块链网络（如 Mantle）的桥梁的角色，Alice 的钱包设备（客户端）通过 RPC 与 Mantle 网络上的节点（服务器）进行交互。
2. 当 Alice 想要在 Mantle 区块链上进行交易时，
   • 她打开自己的数字钱包，选择转账功能，输入了 Bob 的地址和她想要转账的金额；
   • 发送交易前，钱包会检查她的账户余额是否足够。如果余额不足，交易将无法进行；
   • 钱包是怎么知道 Alice 的余额的呢？通常有两种方式
   • 钱包会定期调用 RPC 接口从二层网络获取 Alice 的账户余额，并缓存在钱包本地
   • 有一个钱包提供方的爬块程序会负责爬取一层网络共识的 block，实时 push Alice 在主链上的余额变动信息给钱包应用。
   • 一旦确认余额充足，Alice 点击发送。她的钱包软件（客户端）会通过 RPC 向 Mantle 网络中的节点发送交易请求。这个请求包括了交易的具体细节，如收款人地址、转账金额等。
   • Mantle 节点接收到 Alice 的交易请求后，会开始处理这笔交易，这标志着 Alice 向 Bob 转账的过程正式开始。

处理交易

1. Alice 的转账请求已经通过 RPC 节点发送出去后，Mantle 网络中的一种特殊节点 Sequencer，会接收并处理这个请求。
   • 关于 Sequencer ：Sequencer 的主要任务是将收到的交易（比如 Alice 的转账请求）进行有效的排序和打包。Sequencer 的角色可以比喻成邮局的处理中心，它们会把接收到的所有快递包裹，进行分拣和打包。在Mantle中，排序器由op-node和op-geth组成，op-node是Mantle的共识客户端，负责区块传递和验证；op-geth是Mantle的执行客户端，负责区块执行和存储。
   • Mantle 本身是基于 OP Rollup 扩容解决方案实现的，排序器是 OP Rollup 技术中的一个常见组件，它允许 Mantle 网络处理更多的交易，提高交易处理速度和降低成本。在 Mantle 架构中，Sequencer 负责收集、排序和打包交易，之后会有另外一个模块（后面的章节会展开描述）负责将这个打包后的区块提交到一层网络。
2. 交易打包的必要性：
   • 在 Alice 的转账例子中，不仅仅是她一个人在进行交易。在同一时间，可能有成百上千的人也在 Mantle 区块链上执行类似的操作，比如转账、执行智能合约等。
   • 如果 Mantle 网络单独对每一笔交易都立刻进行一次 rollup 到一层网络的操作，那么处理时间会显著增加，网络也可能因此变得拥堵。
   • 因此 Sequencer 将众多交易，例如 Alice 和其他用户的转账请求，打包成一个区块。这种方法类似于将许多小包裹合成一个大包裹，从而减少了 rollup 的总工作量。
3. Squencer 带来的好处分析：
   • 降低网络拥堵：通过累计很多交易再统一提交的方式，大幅减少了新交易在 Layer2 需要等待的时间，从而降低了网络的拥堵。
   • 提高处理速度：当交易被合并并作为一个区块提交时，主链只需验证和确认这一个区块，而不是成百上千的单独交易，这大大加快了整体处理速度。
   • 节省资源：这种方法减少了主链上的计算和存储需求，因为处理一个包含多个交易的区块，比处理相同数量的单独交易更节省资源。
4. Mantle 相比于 Ethreum 对于用户交易的直接影响:
   • 对于 Alice 来说，这意味着她在 Mantle 的转账请求可以更快得到处理，更重要的是，交易费用相比之前在以太坊主网转账要便宜非常多，通过打包，交易费用就会在该区块的所有交易中进行平摊。降低交易费用，对于频繁进行交易的用户和需要大规模交易的场景来说尤为重要。

综上，排序器 在 Mantle 网络中不仅提高了交易处理的效率，还通过打包交易降低了单个用户的交易费用，使得整个区块链网络更加经济高效。对于像 Alice 这样的普通用户来说，这种方法不仅加速了她的转账处理，还降低了她的成本负担，提高了区块链技术的实用性。

Mantle - 交易是怎么在公链上传输和提交的

传输和提交交易

1. 一旦 Alice 的交易被某个 Sequencer 打包进一个区块，这个区块就准备好被进一步处理和验证了。
2. 此时轮到 op-batcher 接手，op-batcher是负责将第二层(L2)的交易数据压缩并上传到以太坊（L1）的组件，op-batcher从排序器获取数据，把数据编码和压缩后将交易信息传输给Mantle DA存储，后续可用于验证。
   • 关于Mantle DA：全称是Mantle数据可用性（Mantle Data Availability），负责存储交易数据，第6节会详细讲解这个组件的工作流程。
3. 除了将数据传输给Mantle DA，op-batcher同时也会将交易数据编码和压缩后上传到L1。

4. 对用户使用的直接影响:

   • 对于 Alice 来说，op-batcher通过将多个交易打包成批次上传到L1，op-batcher显著降低了对主链资源的需求，从而提高了整体网络效率和降低了交易成本。
   • op-batcher为Mantle DA（数据可用性层）提供批量交易信息，确保即使在L2处理大量交易时，这些交易数据仍然可被验证和回溯。这确保了她的交易不仅被快速处理，而且提高了交易的可靠性和安全性。

   StateRootData

Mantle 中用于提交区块交易状态根到一层网络的组件叫做 op-proposer。 在介绍 op-proposer 之前，我们先学习关于 StateRoot 的概念，这对于我们接下来的学习至关重要。

1. 在区块链系统中，特别是在 Layer 2 解决方案中，直接处理和存储所有交易数据是非常耗费资源的。这会导致处理速度变慢，增加存储需求，降低整体网络效率。
2. 如果能只提交全部数据的压缩版而不是全部数据，而且保证这份压缩版的数据可以有效地验证区块链的当前状态，这将大幅提高了验证过程的效率，而我们接下来要提到的 StateRoot就是将全部数据做压缩的一种方式。
3. 在目前的 Layer 2 方案中，主要目标之一就是减轻主链的负担。Mantle 也是如此，如果可以通过只提交部分证明数据到主链，就可以减少对主链资源的需求，同时能继续保持 Layer 2 交易的安全性和不可更改性。

op-proposer计算和提交交易状态根

有了 StateRoot 的前置知识之后，我们知道Alice 在 Mantle 区块链上向 Bob 转账的交易会被纳入一个区块，也会生成一个新的 StateRoot 表示当前区块链的状态，这时候我们又有疑问，如何使用 state root data，接下来我们就可以来介绍 op-proposer。

1. op-proposer的职责：
   • 在L2上执行交易后，op-proposer负责计算出新的状态根。
   • op-proposer将计算出的新状态根提交到L1，保持L1和L2之间的状态同步。
   • 通过将状态根提交到L1，op-proposer为整个系统增加了一层额外的安全保障，确保了数据的完整性和不可更改性，即使在L2遭受攻击或数据损坏的情况下。

2. 对用户使用的直接影响:

   • 比如对于 Alice 的这次转账来说，op-propose 的运作确保了她的交易状态被准确地记录在 Layer 1上，在本来降低交易费用的基础上，这个功能又增加了交易的透明度和可信度。
   • 本质就是确保 Layer 2 上的交易最终在 Layer 1 上得到确认和验证的关键环节，从而为用户比如 Alice 的转账提供了额外的安全保障。

   为什么既需要 op-batcher 又需要 op-proposer ？

• 角色互补：op-batcher 主要负责数据的压缩和打包，以优化数据存储和传输效率；而op-proposer 则专注于状态的更新和安全性，确保网络状态的准确和不可更改性。
• 优化性能与安全性：在Layer 2解决方案中，性能优化和安全性是两个核心目标。op-batcher 通过减少需要提交到L1的数据量来提高效率；op-proposer 则通过定期更新状态根到 L1 来增强安全性和数据的不可更改性。
• 保持L1和L2之间的同步：这两个组件共同工作，确保 L2 上的交易和状态变更能够及时且准确地反映到L1上，同时优化资源使用和降低交易成本。

总之，op-batcher 和 op-proposer 共同确保了 Layer 2 网络能够高效、安全地运行，同时减轻了主链的负担，提高了整个系统的可扩展性。对于像 Alice 这样的用户来说，这意味着她的转账操作不仅在 Mantle 上得到快速处理，而且在整个以太坊网络中都得到了充分的确认和记录。

Mantle - 交易是怎么验证的

验证者（Verifier）

Alice 的交易经历了 Mantle 网络中的多个重要阶段，打包、传输、提交和确认，其实对于这笔交易在 Mantle 网络上的运作已经接近完成了，但接下来我们要来看一个至关重要的环节 —— Verifier 。这些节点是 Mantle 网络中维护数据完整性和安全性的守护者。

1. 背景介绍
   • 在我们前面介绍的 Mantle 网络里，虽然 op-proposer 通过将状态根提交到L1，为整个系统增加了一层额外的安全保障，但还需要一个更全面的验证机制来确保系统的完整性和安全性。这就是 Verifier的职责所在。Verifier 和 Sequencer 一样，也是由 op-node 和op-geth组成。
   • Verifier 的出现，就是为了在 Mantle 网络中提供一层额外的安全保障，确保像 Alice 这样的用户交易还有一群“哨兵守护者”随时来确保每一笔交易的准确性和真实性。
2. 检查方式
   • Verifier 负责从 Mantle DA（数据可用性层，下一节我们会详细介绍）同步 Rollup 数据。这是确保L2网络能够访问最新和准确数据的基础。
   • 它们也会检查 op-proposer 提交的每个交易块的 StateRoot，以确保其与已知的正确状态相匹配。这是通过与 Layer1 记录的数据进行对比来完成的，从而确保 Layer2 的数据准确无误。
3. 处理数据争议
   • 如果 Verifier 从 数据可用性层（ Mantle DA）提取的数据中发现任何问题（可能是引发争议的交易和状态更新），它可以通过提交 Fraud Proof 来挑战这些数据。这个 Fraud Proof 包含了足够的信息来证明某笔交易或状态更新是错误的。例如，Alice 发起了一笔交易，但 Verifier 发现交易的处理过程存在问题。该节点就可以生成一个 Fraud Proof 并提交给网络，以指出这个错误。
     > 备注：Fraud Proof 是区块链网络中的一种机制，用于允许参与者在怀疑某笔交易或区块数据存在问题时，提出挑战。这通常在 Layer2 解决方案中被广泛使用，尤其是在 OP Rollups 类型的解决方案中。
   • 当 Fraud Proof 被提交到网络时，Layer1 的智能合约会利用这些证据来检查 Layer2 提交的状态更新是否合法。这个过程就是状态转换验证。
   • 状态转换验证是一种确保区块链网络中状态更新正确性的过程，它涉及到检查特定的交易或一系列操作是否按照原来设定好的规则正确地执行。例如，如果 Alice 的交易被挑战，Layer1 合约会检查提供的数据，以确认这个交易是否真的按照规则改变了区块链网络状态。如果验证失败，说明 Layer2 的状态更新确实有误。
   • 通过这种方式，可以确保即使在 Layer2 发生错误，Layer1 也能作为最终的审查者，提供一个安全网，确保整个系统的准确性和完整性。

Mantle - Layer2 数据是怎么存储的

Mantle DA（Mantle数据可用性）

随着 Alice 的交易在 Mantle 网络上的各个阶段逐步得到处理和验证，接下来我们关注的是这些原始的交易数据要存储在何处，以及如何确保其完整性和可访问性。 这就引出了 Mantle 区块链中的另一个关键组件 —— Mantle DA。

1. 背景介绍:
   • 在传统的区块链系统，尤其是在 OP Rollups 等 Layer2 解决方案中，虽然将计算转移到了链下，提高交易速度并减少了交易费用，但最后还是需要将交易数据打包并发布到 Layer1 ，随着网络参与率的不断增长，需要存储的数据量未来还是会急剧增加，处理和存储所有交易数据是一项挑战。
     例如，Alice 的转账虽然在 Layer2 上快速处理，但完整数据最终仍需在 Layer1（例如以太坊主链）上得到记录和确认。
   • 因此，我们需要一种既能提高交易吞吐量，还能确保所有交易数据仍然是可访问、可验证的高效数据存储方案，这就是 Mantle DA 的诞生原因。
2. 数据存储与完整性保证:
   • Mantle DA 作为 Mantle 网络的一个数据可用性层，负责存储所有 rollup 交易的数据。这就像是一个巨大的数字档案库，保存着 Alice 和其他用户的所有交易记录。
   • 重要的是，Mantle DA 不仅存储数据，还保证了数据的完整性和透明性，使得任何人都能验证交易和区块的有效性。
3. Mantle DA 核心组件：
   • 操作员节点（ Node Operator ）/ DA 节点：这些节点是网络的基础，提供数据存储服务。操作员通过使用数字签名并质押资产（作为保证金）来证明他们参与网络的承诺。简而言之，他们保管数据，并在需要时提供数据。
   • 分发者（ Disperser ）：分发者负责确保数据随时可用。他们通过将数据编码成块、支付费用并将这些块分发给操作员来完成这一任务。然后，他们会收集操作员的签名作为证明，并将这些证明发布到区块链上，以确认数据在一定时间内是可用的。这个角色通常是由负责组织和排序交易的Rollup排序器扮演。
   • 检索者（Retriever）：检索者在网络中扮演监督者的角色。他们监控网络操作，确保所有事情都按照规则进行。如果发现有害操作，他们可以强制这些操作被提交到链上处理，这可能会导致违规操作员的保证金被扣除。
   • MantleLayer 和 Mantle DA 智能合约：这些智能合约在以太坊上运行，构成了 Mantle DA 服务的核心逻辑。它们确保只有当那些提供了足够保证金的操作员共同签名后，数据才会被接受。这些合约还为检索者提供了一个机制，以在链上披露数据，并在必要时验证数据的有效性，并执行削减操作员保证金的操作。
4. 以 Alice 的交易为例，我们来了解下 Mantle DA 的工作流程
   • 编码： 分发者将 Alice 交易的数据块进行编码并为操作员生成证明，以验证块的正确性。
   • 分发： 将编码后的交易数据块发送给相应的操作员。
   • 认证： 操作员收到交易数据块后，会根据事先的约定进行验证，确保数据的准确性。一旦验证成功，操作员会继续存储数据块直到分发者指定的时间，并发送回证明。
   • 聚合： 如果收集到足够的验证证明，分发者会将它们汇总起来，并将整个集合发布到以太坊的L1层上。
   • 检索： 在需要的时候，检索者会从操作员那里获取有效的数据块，并将数据传输到L2应用层。
5. 作用和好处
   • Mantle DA 的一个主要优势是能够减轻主链上的负载。它通过仅发布很小的压缩数据到主链上，处理和存储更大量的交易数据，从而提高了整个系统的效率。
   • 对于像 Alice 这样的用户来说，她直接感受到体验，不仅是交易快速，而且费用更低。

总结来说，Mantle DA 在 Mantle 网络中扮演着数据可用性层至关重要的角色。它不仅确保了所有交易数据的安全存储和快速访问，还通过其先进的技术极大地提高了数据处理效率和系统的整体性能。对于像 Alice 这样的用户来说，Mantle DA 的存在使得她的交易体验更加顺畅，安全和透明。

Mantle - 架构总结

Alice 在 Mantle 上完成资金转移的过程展示了 Mantle 架构的效率和安全性。她的交易由排序器处理并打包，然后，处理过的交易批次由 op-batcher 上传到 L1。与此同时，op-proposer 负责处理和记录状态变更，确保 L2 网络的状态更新准确反映在 L1 上，从而为 Alice 的转账提供安全保障。最终，验证者确保了整个网络的数据完整性和正确性。Alice 的 Mantle 转账之旅展示了 Mantle 如何在保持交易速度和降低成本的同时，确保交易的安全性和透明度。

下面列出更详细的交互过程，方便我们更好地理解每个模块的工作原理：

1. Mantle Users：用户通过 RPC 节点提交交易。
2. Sequencers：节点接收了用户的交易后，Sequencers 负责将它们打包成区块。这些区块包含了所有交易的数据，包括交易的具体信息，比如交易双方的地址、转账金额、智能合约调用的数据等。
3. Verifier：Verifier 负责从 Mantle DA 同步 Rollup 数据。这确保了 L2 网络可以访问最新和准确的数据。op-proposer 在 L2 提交状态根，验证者负责检查这些状态根的有效性，确保它们与已知的正确状态匹配。
4. Op-Batcher和Op-Proposer：Op-Batcher 负责将交易数据打包成区块并上传到以太坊的第1层( L1 )网络，而 Op-Proposer 负责处理和记录状态变更，以确保 L2 网络的状态更新准确反映在 L1网络上。
5. Mantle DA：这是存储 rollup 交易数据的地方，确保数据完整性和可访问性。

6. Verifiers and Fraud Proof：Verifiers 还可以随时从 Mantle DA 提取数据来检查其有效性，如果他们发现问题，那么 Verifiers 可以通过提交 Fraud Proof 来挑战它。

   • Challenges：为了解决这个挑战，这个 Fraud Proof 包含的 Layer 2 数据（可能是引发争议的交易和状态更新）会被发布到 Layer 1 网络；
   • Verify：Layer 1 的智能合约将使用这些数据来执行状态转换，如果状态转换验证失败，说明 Layer 2 的更新确实有误。这样的机制提供了一种方法来纠正 Layer 2 上的错误，确保整个网络的正确性。

   

Mantle 的特点（拓展）

原生代币

Mantle 中，$MNT 是系统的原生代币，$MNT 将像在其他 L2 方案中的以太币( ETH )一样，享有同样的优先级和地位，这样做可以更紧密地与以太坊的原生设计对齐，使 L2 节点更容易与主网代码升级同步。 Mantle v2 引入了对 EIP-1559 类型交易（基础费用和小费的双重费用结构）的支持，$MNT 可以在这类交易中作为小费代币，控制交易优先级。 想要了解更多关于原生代币细节，可以查看

https://docs-v2.mantle.xyz/devs/concepts/native

元交易（ Meta Transaction ）

为了提升用户体验和降低用户入门的障碍，Mantle 引入了元交易功能，第三方赞助者（ sponsors ）代表用户支付交易费用，使用户与去中心化应用（ dApps ）交互时无需支付燃气费或等待交易确认，这使得非加密货币原生用户能够更容易地与区块链交互，无需深入了解加密货币钱包和复杂的交易过程。 想要了解更多关于元交易细节，可以查看

https://docs-v2.mantle.xyz/devs/concepts/metatx