Aumentar a velocidade de confirmação de transações Ethereum: explorar a arquitetura epoch-slot
O tempo de confirmação de transações rápido é um dos elementos chave da experiência do usuário em blockchain. Nos últimos anos, o Ethereum fez progressos significativos nesse aspecto. Atualmente, as transações na L1 geralmente são confirmadas em 5 a 20 segundos, comparável à experiência de pagamento com cartão de crédito. No entanto, ainda há valor em reduzir ainda mais o tempo de confirmação, pois algumas aplicações exigem atrasos em milissegundos. Este artigo irá explorar várias soluções viáveis para o Ethereum melhorar o tempo de confirmação de transações.
Visão Geral da Tecnologia Existente
finalização de slot único
O mecanismo de consenso Gasper atualmente adotado pelo Ethereum é baseado na estrutura de slots e épocas. A cada 12 segundos um slot, os validadores votam alternadamente na cabeça da cadeia. Após duas épocas (12,8 minutos), as transações alcançam um estado de finalização.
Existem dois problemas principais com este método: primeiro, a complexidade é alta, a interação entre a votação a nível de slot e a finalização a nível de epoch é propensa a erros; segundo, o tempo de confirmação final de 12,8 minutos é demasiado longo.
A finalização de slot único (SSF) propõe substituir a arquitetura existente por um mecanismo semelhante ao Tendermint, permitindo que o bloco N seja confirmado de forma final antes da geração do bloco N+1. O SSF mantém o mecanismo de vazamento inativo, permitindo que a cadeia continue a funcionar mesmo quando mais de 1/3 dos validadores estão offline.
Os principais desafios do SSF estão no fato de que cada staker precisa enviar duas mensagens a cada 12 segundos, o que coloca uma carga significativa na rede. Embora existam algumas soluções de mitigação, como a proposta Orbit SSF, os usuários ainda precisam esperar de 5 a 20 segundos para que a transação seja confirmada.
Pré-confirmação de Rollup
Ethereum adota um roteiro centrado em rollup, projetando o L1 como uma camada base que suporta a disponibilidade de dados e outras funcionalidades para uso dos protocolos L2. Esta arquitetura em camadas permite que o L1 se concentre na resistência à censura, confiabilidade e funcionalidades principais, enquanto o L2 se aproxima mais das necessidades dos usuários.
O L2 espera proporcionar aos usuários uma velocidade de confirmação mais rápida. Em teoria, o L2 pode criar sua própria rede de "ordenadores descentralizados", onde um pequeno grupo de validadores assina blocos a cada poucas centenas de milissegundos. No entanto, exigir que todos os L2 implementem uma ordenação descentralizada parece um pouco injusto.
Pré-confirmação básica
O mecanismo básico de pré-confirmação assume que os proponentes do Ethereum são participantes complexos de MEV. Ele aproveita a especialização desses proponentes ao incentivá-los a fornecer serviços de pré-confirmação.
Os usuários podem pagar uma taxa adicional para obter a garantia imediata de que a transação será incluída no próximo bloco. Se o proponente violar a promessa, enfrentará penalidades. Este mecanismo aplica-se tanto a transações L1 quanto a transações L2 baseadas em L1.
Perspectivas da arquitetura epoch-slot
Se conseguirmos implementar a finalização de um único slot e adotarmos uma tecnologia semelhante à Orbit para reduzir o número de validadores por slot, mantendo ao mesmo tempo um nível suficiente de descentralização, poderemos obter uma arquitetura epoch-slot:
epoch: utiliza o mecanismo SSF para confirmar um bloco a cada 16 segundos.
slot：Usar rollup para pré-confirmação ou pré-confirmação básica, proporcionando confirmações de transação mais rápidas
Esta arquitetura reflete uma razão filosófica profunda: alcançar um consenso aproximado leva menos tempo do que alcançar a "finalidade econômica" em seu máximo. As principais razões incluem:
Número de nós: o consenso aproximado requer apenas um pequeno número de nós, enquanto a finalização econômica necessita da participação da maioria dos nós.
Tempo de coleta de assinaturas: O aumento no número de nós prolongará o tempo de coleta de assinaturas.
Qualidade dos nós: um subconjunto especializado de nós pode alcançar acordos aproximados mais rapidamente.
Portanto, a arquitetura epoch-slot parece ser inevitável, mas pode haver diferenças significativas entre as diferentes implementações. Vale a pena explorar mais o espaço de design, especialmente para implementar uma separação de preocupações mais forte entre os dois mecanismos.
Escolha de estratégia L2
Atualmente, existem três estratégias principais para L2:
"Baseado" na solução do Ethereum: otimizar a tecnologia e os valores da camada base do Ethereum.
"Servidores com estrutura de blockchain": combinando eficiência de servidores e segurança de blockchain.
Solução de compromisso: combinação da rápida cadeia com a segurança adicional oferecida pelo Ethereum.
Para diferentes cenários de aplicação, essas três estratégias têm suas vantagens. A questão chave é quão bem a arquitetura nativa de epoch-slot do Ethereum pode se comportar. Se o tempo de slot puder ser reduzido para cerca de 1 segundo, o espaço da terceira estratégia pode ser significativamente reduzido.
Atualmente, estamos longe das respostas finais para essas questões. O nível de complexidade dos proponentes de blocos ainda apresenta incertezas. Novos designs como o Orbit SSF oferecem oportunidades para exploração adicional. Quanto mais opções tivermos, melhor será a experiência para os usuários de L1 e L2, ao mesmo tempo que simplificamos o trabalho dos desenvolvedores de L2.
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MEVHunter
· 08-04 10:34
Caçador de oportunidades de Arbitragem MEV, pesquisador de Empréstimos Flash, arquiteto de Bots de arbitragem, ecossistema Ethereum ativo.
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Layer2Arbitrageur
· 08-04 10:19
lmao 12.8min de finalidade... ngmi com estas guerras de gás tbh
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YieldHunter
· 08-04 10:16
tecnicamente falando, a finalidade de 20 segundos ainda é uma desgraça para os degens, para ser sincero
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BlockchainFries
· 08-04 10:15
Acorda! A L1 já está à espera há tanto tempo que vai ficar careca.
Explorando a arquitetura epoch-slot do Ethereum: uma nova direção para acelerar a confirmação de transações
Aumentar a velocidade de confirmação de transações Ethereum: explorar a arquitetura epoch-slot
O tempo de confirmação de transações rápido é um dos elementos chave da experiência do usuário em blockchain. Nos últimos anos, o Ethereum fez progressos significativos nesse aspecto. Atualmente, as transações na L1 geralmente são confirmadas em 5 a 20 segundos, comparável à experiência de pagamento com cartão de crédito. No entanto, ainda há valor em reduzir ainda mais o tempo de confirmação, pois algumas aplicações exigem atrasos em milissegundos. Este artigo irá explorar várias soluções viáveis para o Ethereum melhorar o tempo de confirmação de transações.
Visão Geral da Tecnologia Existente
finalização de slot único
O mecanismo de consenso Gasper atualmente adotado pelo Ethereum é baseado na estrutura de slots e épocas. A cada 12 segundos um slot, os validadores votam alternadamente na cabeça da cadeia. Após duas épocas (12,8 minutos), as transações alcançam um estado de finalização.
Existem dois problemas principais com este método: primeiro, a complexidade é alta, a interação entre a votação a nível de slot e a finalização a nível de epoch é propensa a erros; segundo, o tempo de confirmação final de 12,8 minutos é demasiado longo.
A finalização de slot único (SSF) propõe substituir a arquitetura existente por um mecanismo semelhante ao Tendermint, permitindo que o bloco N seja confirmado de forma final antes da geração do bloco N+1. O SSF mantém o mecanismo de vazamento inativo, permitindo que a cadeia continue a funcionar mesmo quando mais de 1/3 dos validadores estão offline.
Os principais desafios do SSF estão no fato de que cada staker precisa enviar duas mensagens a cada 12 segundos, o que coloca uma carga significativa na rede. Embora existam algumas soluções de mitigação, como a proposta Orbit SSF, os usuários ainda precisam esperar de 5 a 20 segundos para que a transação seja confirmada.
Pré-confirmação de Rollup
Ethereum adota um roteiro centrado em rollup, projetando o L1 como uma camada base que suporta a disponibilidade de dados e outras funcionalidades para uso dos protocolos L2. Esta arquitetura em camadas permite que o L1 se concentre na resistência à censura, confiabilidade e funcionalidades principais, enquanto o L2 se aproxima mais das necessidades dos usuários.
O L2 espera proporcionar aos usuários uma velocidade de confirmação mais rápida. Em teoria, o L2 pode criar sua própria rede de "ordenadores descentralizados", onde um pequeno grupo de validadores assina blocos a cada poucas centenas de milissegundos. No entanto, exigir que todos os L2 implementem uma ordenação descentralizada parece um pouco injusto.
Pré-confirmação básica
O mecanismo básico de pré-confirmação assume que os proponentes do Ethereum são participantes complexos de MEV. Ele aproveita a especialização desses proponentes ao incentivá-los a fornecer serviços de pré-confirmação.
Os usuários podem pagar uma taxa adicional para obter a garantia imediata de que a transação será incluída no próximo bloco. Se o proponente violar a promessa, enfrentará penalidades. Este mecanismo aplica-se tanto a transações L1 quanto a transações L2 baseadas em L1.
Perspectivas da arquitetura epoch-slot
Se conseguirmos implementar a finalização de um único slot e adotarmos uma tecnologia semelhante à Orbit para reduzir o número de validadores por slot, mantendo ao mesmo tempo um nível suficiente de descentralização, poderemos obter uma arquitetura epoch-slot:
Esta arquitetura reflete uma razão filosófica profunda: alcançar um consenso aproximado leva menos tempo do que alcançar a "finalidade econômica" em seu máximo. As principais razões incluem:
Portanto, a arquitetura epoch-slot parece ser inevitável, mas pode haver diferenças significativas entre as diferentes implementações. Vale a pena explorar mais o espaço de design, especialmente para implementar uma separação de preocupações mais forte entre os dois mecanismos.
Escolha de estratégia L2
Atualmente, existem três estratégias principais para L2:
Para diferentes cenários de aplicação, essas três estratégias têm suas vantagens. A questão chave é quão bem a arquitetura nativa de epoch-slot do Ethereum pode se comportar. Se o tempo de slot puder ser reduzido para cerca de 1 segundo, o espaço da terceira estratégia pode ser significativamente reduzido.
Atualmente, estamos longe das respostas finais para essas questões. O nível de complexidade dos proponentes de blocos ainda apresenta incertezas. Novos designs como o Orbit SSF oferecem oportunidades para exploração adicional. Quanto mais opções tivermos, melhor será a experiência para os usuários de L1 e L2, ao mesmo tempo que simplificamos o trabalho dos desenvolvedores de L2.