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以太坊提速进行时:探索亚秒级交易确认方案
探索更快的以太坊交易确认时间
快速的交易确认时间是优质区块链用户体验的重要组成部分。近年来,以太坊在这方面取得了显著进步。目前,用户在L1上发送的交易通常可以在5-20秒内确认,这与使用信用卡支付的体验相当。然而,进一步改善用户体验仍有价值,某些应用甚至需要亚秒级的延迟。本文将探讨以太坊改进交易确认时间的一些可行选项。
现有技术概述
单槽最终性
以太坊当前的Gasper共识采用槽和epoch的架构。每12秒一个槽,部分验证者对链头进行投票,32个槽(6.4分钟)内所有验证者都有机会投票一次。这些投票被解释为类PBFT共识算法中的消息,两个epoch(12.8分钟)后提供强经济保证的最终性。
近年来,这种方法的缺点日益凸显:复杂性高,且12.8分钟的最终确认时间过长。单槽最终性(SSF)通过类Tendermint机制取代了这种架构,块N在块N+1生成前就被最终确定。SSF保留了"非活跃泄漏"机制,允许在超过1/3验证者离线时链继续运行并恢复。
SSF的主要挑战是每个质押者每12秒需发布两条消息,对链造成较大负载。尽管有一些缓解方案,如Orbit SSF提案,但用户仍需等待5-20秒。
Rollup预确认
以太坊采用以rollup为中心的路线图,L1提供数据可用性和核心功能,L2协议(如rollups、validiums和plasmas)在此基础上为用户提供大规模服务。L2希望为用户提供更快的确认时间。
理论上,L2可以创建自己的"去中心化排序器"网络,每几百毫秒就为区块签名一次。然而,要求所有L2都进行去中心化排序似乎不太公平,因为这相当于创建一个全新的L1。
基础预确认
基础预确认假设以太坊提议者是复杂的MEV参与者,通过激励他们接受提供预确认服务的责任来利用这种复杂性。该方法创建一个标准化协议,用户可以提供额外费用以获得交易包含在下一个区块中的即时保证。如果提议者违反承诺,他们将被罚没。
这种机制可以为L1交易和基于的L2区块提供预确认。
未来展望
假设实现了单槽最终性,并使用类Orbit技术减少每槽签署的验证者数量,同时降低质押门槛。槽时长可能增加到16秒,并结合rollup预确认或基础预确认为用户提供更快确认。这将形成一个新的epoch-slot架构。
epoch-slot架构难以避免的原因在于,达成大致一致所需时间比达成最大程度"经济最终性"协议更短。这涉及节点数量和节点"质量"等因素。
对于L2,目前有三种合理策略:
关键问题是以太坊原生的epoch-slot架构能做到多好。如果能降低到1秒的slot时间,第三种策略的空间将大大缩小。
目前,我们离这些问题的最终答案还很远。区块提议者的复杂程度仍存在不确定性。像Orbit SSF这样的新颖设计为进一步探索提供了机会。选项越多,我们就能为L1和L2用户提供更好的服务,并简化L2开发人员的工作。