![](https://www.bitpush.news/wp-content/themes/Gztro/assets/img/logo.png)
Vitalik 新作:如何缩短以太坊的交易确认时间?
对于需要更短确认时间的应用程序,唯一的解决方案是 slot-and-epoch 架构。
编译:Luffy,Foresight News
区块链良好用户体验的一个必不可少的特性是快速的交易确认时间。如今的以太坊与五年前相比已经有了很大的进步,这得益于 EIP -1559 和 PoS 合并之后稳定的出块时间,用户在 L1 上发送的交易可以在 5-20 秒内得到可靠的确认,已经接近信用卡支付的使用体验。然而,以太坊的用户体验仍需要进一步的改善,因为有些应用程序确实需要数百毫秒甚至更短的交易延迟。这篇文章将介绍加快以太坊交易确认时间的一些实用方案。
现有的想法和技术概述单 slot 最终性
现在以太坊的 Gasper 共识采用 slot 和 epoch 架构。每隔 12 秒(单个 slot 的时长),验证者子集会在区块链的最新区块上发布投票,在 32 个 slot(6.4 分钟,一个 epoch 包含 32 个 slot)内,所有验证者都有机会投票一次。然后,这些投票被重新解释为类似于 PBFT 的共识算法中的消息,该算法在两个 epoch(12.8 分钟)后提供非常严格的经济保证,这就是最终性。
过去几年,我们对这种方法越来越不满意。主要原因是:(i)它很复杂,逐个 slot 投票机制和逐个 epoch 最终性机制之间存在许多交互错误;(ii)12.8 分钟太长了,没人愿意等那么久。
单 slot 最终性(single slot finality,SSF)用一种与 Tendermint 共识相似的机制取代了这种架构,在该机制中,区块 N 在区块 N+1 生成之前已经完成。与 Tendermint 的主要不同之处在于我们保留了「非活跃泄漏(inactivity leak)」机制,这种机制允许区块链在超过 1/3 的验证者离线时继续运行并恢复。
单 slot 最终性方案设计图
SSF 的主要挑战在于,它似乎暗示者每个以太坊质押者都需要每 12 秒发布两条消息,这对区块链来说是一个很大的负担。有一些巧妙的想法可以缓解这种情况,包括最近的 Orbit SSF 提案(https://ethresear.ch/t/orbit-ssf-solo-staking-friendly-validator-set-management-for-ssf/19928)。即便如此,这种方案通过加快「最终确定性」能显著改善用户体验,但它并没有缩短用户需要等待 5-20 秒的这个时间。
Rollup 预确认
在过去的几年中,以太坊一直遵循着以 Rollup 为中心的路线图,围绕支持数据可用性和其他功能设计以太坊基础层(L1)。这些功能被 Rollup(还有 Validiums 和 Plasmas )等 L2 协议使用,L2 协议可以为用户提供与以太坊相同级别的安全性,但它们的交易规模比 L1 要大得多。
这使得以太坊生态系统中产生了一种关注点分离:以太坊 L1 可以专注于抗审查、可靠、稳定以及维护和改进某些核心基础功能,而 L2 可以通过不同的文化和技术权衡专注于用户体验。但如果你沿着这条路走下去,就会出现一个不可避免的问题:L2 专注于为那些希望在 5-20 秒内获得更快确认的用户提供服务。
到目前为止,创建自己的「去中心化排序」网络已经成为 L2 不可推卸的责任。可能每隔几百毫秒,一小部分验证者会签署区块,他们会将自己的代币质押在这些区块中。最终,这些 L2 区块的区块头会发布到 L1 上。
L2 验证者集可以作弊:他们可以先签署区块 B1,然后再签署与 B1 有冲突的区块 B2,并在 B1 之前将其提交到链上。但如果他们这样做,就会面临惩罚而失去他们的押金。在实践中,我们已经看到了这种做法的中心化版本,但是 Rollup 在开发去中心化排序网络方面进展缓慢。你可以说要求 L2 都进行去中心化排序是一项不公平的交易:这相当于要求 Rollup 做与创建一个全新的 L1 相同的工作。出于一些原因,以太坊基金会研究员 Justin Drake 一直在推广一种让所有 L2(以及 L1)访问共享的以太坊预确认机制的方法:based preconfirmations()。
Based preconfirmations(Based 预确认)
Based preconfirmations 的方法假设以太坊提议者将因 MEV 相关原因而成为高度复杂的参与者(请参阅此处了解我对 MEV 的解释,另请参阅提案)。Based preconfirmations 的方法利用这种复杂性,激励这些成熟的提议者提供预确认服务。
基本思想是创建一个标准化协议,通过该协议,用户可以提供额外的费用,以换即时取保证自身交易被纳入下一个区块,并获得有关执行该交易结果的声明。如果提议者违反了对任何用户做出的承诺,他们就会受到惩罚。
如上所述,based preconfirmations 机制为 L1 交易提供了保障。如果 Rollup 是「Based Rollup」(注:Based Rollup 由 Justin Drake 于 2023 年 3 月提出,是一种排序完全由 L1 完成的 Rollup),那么所有 L2 区块都是 L1 交易,因此可以使用相同的机制为任何 L2 提供预确认。
我们实际上看到的是什么?
假设我们实现单 slot 最终性。我们使用类似 Orbit 的技术来减少每个 slot 签名的验证者数量,这样我们也可以在减少 32 ETH 最低质押数量,可谓是一举两得。结果,slot 时间可能会逐渐增加到 16 秒。然后我们使用 Rollup 预确认或 Based preconfirmations 来为用户提供更快的保证。我们现在得到了什么?一个 epoch-and-slot 架构。
「它们是同一张图」这个 meme 已经被过度使用了,所以我只会将我几年前绘制的一张旧图表与 L2 预确认图表放在一起,以描述 Gasper 的 slot-and-epoch 架构,我希望我能够解释清楚。
有一个深刻的哲学原因可以解释为什么人们总是不可避免地使用 epoch-and-slot 架构:就某件事达成近似的一致本质上比就某件事达成最大程度的「经济最终性」一致需要更少的时间。
一个简单的原因是节点数量。虽然由于超优化的 BLS 聚合和不久的将来的 ZK-STARK,旧的渐进式去中心化 / 最终确定时间 / 开销权衡现在看起来更加温和,但从根本上来说,以下观点仍然是正确的:
-
「近似一致」仅需要少量节点,而经济最终性则需要所有节点中的相当一部分。
-
一旦节点数量超过一定规模,你就需要花费更多时间来收集签名。
在当前的以太坊中,12 秒的 slot 被划分为三个 sub-slots,用于 (i) 区块发布和分发、(ii) 证明 (iii) 证明聚合。如果证明者数量少得多,我们可以将其减少到两个 sub-slots,并拥有 8 秒的 slot 时间。另一个实际上更重要的因素是节点的「质量」。如果我们还可以依靠专业化的节点子集来达成近似协议(并且仍然使用完整的验证器集来实现最终性),我们可以合理地将其缩短到约 2 秒。
因此,我认为 (i) slot-and-epoch 架构显然是正确的,但 (ii) 并非所有 slot-and-epoch 架构都是一样的,我们需要更充分地探索设计空间。特别是,那些不像 Gasper 那样紧密交织的方案值得探索。
L2 应该做些什么?
在我看来,目前 L2 可以采取三种合理的策略:
-
无论是技术层面还是精神层面,都要「based」。也就是说,L2 是以太坊基础层技术属性及其价值(高度去中心化、抗审查等)更优秀的传递渠道。用最简单的形式来理解,你可以将这些 Rollup 视为「品牌分片」,但它们也可以更加雄心勃勃,并且它们对新的虚拟机设计和其他技术改进进行了大量实验。
-
成为「具有区块链脚手架的服务器」,并充分利用它。如果你从服务器开始,然后添加(i)STARK 有效性证明以确保服务器遵守规则,(ii)保证用户退出或强制交易的权利,以及可能的(iii)集体选择的自由,无论是通过协调的大规模退出还是通过投票更改排序器的能力,那么你已经获得了很多链上的好处,同时保留了服务器的大部分效率。
-
折衷方案:一条拥有 100 个节点的快速区块链,依靠以太坊提供额外的互操作性和安全性。这是许多 L2 项目事实上的当前路线图。
对于某些应用程序(例如 ENS、keystores 以及一些支付场景),12 秒的区块时间就足够了。对于需要更短确认时间的应用程序,唯一的解决方案是 slot-and-epoch 架构。在这三种情况下,「epoch」都是以太坊的 SSF(也许我们可以将该首字母缩略词重新定义为「single slot」以外的其他含义,例如,它可以是「Secure Speedy Finality」)。但在上述三种情况下,「slot」是不同的:
-
以太坊原生的 slot-and-epoch 架构
-
服务器预确认
-
委员会预确认
一个关键问题是,我们能把第 (1) 类中的某样东西做得有多好?特别是,如果它变得非常好,那么第 (3) 类似乎就意义不大了。第 (2) 类将永远存在,因为任何「based」的东西都不适用于链下数据 L2,例如 Plasma 和 Validium。但如果以太坊原生的 slot-and-epoch 架构可以缩短到 1 秒的「slot」(即预确认)时间,那么第 (3) 类的空间就会变得小得多。
今天,我们距离得到这些问题的最终答案还很遥远。区块提议者将变得多么复杂?这个关键问题的答案仍然存在相当多不确定性。像 Orbit SSF 这样的设计非常新颖,因此类似 Orbit SSF 的 slot-and-epoch 方案的设计空间还需要更多的探索。我们拥有的选择越多,我们就能为 L1 和 L2 上的用户做得更好,我们也能简化 L2 开发人员的工作。
比推快讯
更多 >>- Astar Network:Yoki Origins Rewards首批申领已开放
- 英国主流政党在大选前对加密货币议题保持沉默
- Galaxy Digital:尽管市场低迷,但加密风险投资情绪仍在持续改善
- 派盾:2024 年上半年加密领域因黑客事件损失约 15.6 亿美元
- 巴拉圭将加密货币挖矿业务电价提高 14%
- 印度加密货币交易所 CoinDCX 收购 BitOasis
- Pac Finance完成百万美元融资,Manifold和Mapleblock领投
- Mantra Chain将对迪拜房地产开发商MAG Group价值5亿美元的资产进行代币化
- 分析师:预计Mt.Gox分配完成后BTC将上涨至15万美元
- Solana生态Meme项目Pandiana完成50万美元Pre-Seed轮融资,YNK Capital等参投
- Web3区块链开发项目Nycrypto Labs完成80万美元Pre-Seed轮融资,DNA Fund领投
- Meme项目BorpaToken宣布终止与EntangleFi合作,将迁移至新智能合约
- 区块链机器学习平台onaji完成250万美元pre-seed轮融资
- OKX Web3 Runes市场正式推出API功能
- Steve Kurz:预计7月份将推出现货以太坊ETF,并对更多加密货币ETF持乐观态度
- 东方资产管理与Peach Tech签署战略合作协议以对实体资产进行代币化
- Ava Labs推出Avalanche链间代币转移ICTT方案
- 摩根大通:蚂蚁国际利用JPM Coin处理数十亿美元资金
- HashKey Exchange:将为艾德金融客户提供BTC及ETH等虚拟资产充提服务
- 美国联邦法院勒令Jafia LLC及Sam Ikkurty支付8400万美元以了结欺诈指控
- OKX Ventures宣布对Lombard进行投资
- 去中心化社交应用Ethos完成175万美元Pre-Seed轮融资,Bharat Krymo等天使投资人参投
- Sydney Sweeney的X账户遭到黑客攻击,宣传以其名字命名的加密货币
- Coinsilium与NFT开发商Liteflow合作并推出100万美元种子项目专项资助计划
- Flare Network:FLR通胀率将从当前的7%降至5%
- Galaxy Digital 首席执行官Mike Novogratz:无论谁赢得选举,加密货币行业都将获得有利的监管
- 高盛向投资者发出警告,称市场调整可能即将到来
- The ETF Store总裁:以太坊现货ETF或将在7月15日当周推出
- 贝莱德支持的 Cipher Mining 在 6 月份开采了 176 个比特币,持有超过 2,200 个 BTC
- 昨日灰度GBTC净流出3240万美元,Bitwise的BITB净流出680万美元
- 哈里斯在Polymarket上赢得民主党提名的几率飙升
- 以太坊基金会电子邮件遭黑客攻击,被用于宣传 Lido 质押网络钓鱼诈骗
- Telegram 小程序开发者现可将 Telegram Stars 兑换为 TON 代币
- 加密矿企 Genesis Digital Assets 考虑在美 IPO,最早将在未来几周寻求上市前融资
- DCG 及其高管再次敦促纽约总检察长撤销民事欺诈诉讼
- 法庭官员表示特朗普封口费案件的宣判日期已经改至9月18日
- 马斯克认同Vitalik Buterin关于预测市场和社区笔记的看法
- 数据:美国前 25 家对冲基金中已有 13 家持有比特币 ETF 敞口
- Arkham:当前孙宇晨公共钱包中的资产价值约为10亿美元
- CleanSpark 6月开采 445 BTC,运营哈希率超过 20 EH/s
- Aave DAO的原生GHO稳定币上线 Arbitrum 区块链
- 尼日利亚对币安及其高管的洗钱案审判推迟至7月5日
- Robinhood发言人:目前暂无推出加密衍生品的计划
- 区块链数据管理初创公司SendBlocks完成820万美元种子轮融资,Castle Island Ventures领投
- 彭博社:地方检察官称特朗普 7 月 11 日的封口费判决可能会被推迟
- 渣打银行预测比特币 8 月份可能创下历史新高,并在 11 月美国总统大选时升至 10 万美元
- 孙宇晨地址将3000万枚USDT转移至CEX
- 美国法官或将于年底或明年初对 SEC 是否有权监管 MetaMask 一案做出裁决
- Robinhood考虑在美国和欧洲上线加密货币期货产品
- 币安:Binance.com 仍可从土耳其访问,针对土耳其用户的所有直接营销活动将停止
比推专栏
更多 >>观点
项目
比推热门文章
- Galaxy Digital:尽管市场低迷,但加密风险投资情绪仍在持续改善
- 派盾:2024 年上半年加密领域因黑客事件损失约 15.6 亿美元
- 巴拉圭将加密货币挖矿业务电价提高 14%
- 印度加密货币交易所 CoinDCX 收购 BitOasis
- Pac Finance完成百万美元融资,Manifold和Mapleblock领投
- Mantra Chain将对迪拜房地产开发商MAG Group价值5亿美元的资产进行代币化
- 分析师:预计Mt.Gox分配完成后BTC将上涨至15万美元
- Solana生态Meme项目Pandiana完成50万美元Pre-Seed轮融资,YNK Capital等参投
- Web3区块链开发项目Nycrypto Labs完成80万美元Pre-Seed轮融资,DNA Fund领投
- Meme项目BorpaToken宣布终止与EntangleFi合作,将迁移至新智能合约