Увеличение скорости подтверждения транзакций в Ethereum: исследование архитектуры epoch-slot
Быстрое время подтверждения транзакций является одним из ключевых факторов пользовательского опыта в блокчейне. В последние годы Ethereum достиг значительного прогресса в этой области. В настоящее время транзакции на L1 обычно подтверждаются за 5-20 секунд, что сопоставимо с опытом оплаты кредитной картой. Тем не менее, дальнейшее сокращение времени подтверждения все еще имеет значение, некоторые приложения даже требуют задержки менее секунды. В этой статье будут рассмотрены несколько практических решений для улучшения времени подтверждения транзакций в Ethereum.
Обзор существующих технологий
Однослотовая окончательность
Текущий механизм консенсуса Gasper, используемый в Ethereum, основан на структурах слотов и эпох. Каждые 12 секунд - это слот, и валидаторы по очереди голосуют за голову цепи. После двух эпох (12,8 минут) транзакции достигают состояния окончательности.
Этот метод имеет две основные проблемы: во-первых, высокая сложность, взаимодействие между голосованием на уровне слота и окончательностью на уровне эпохи легко может привести к ошибкам; во-вторых, время окончательного подтверждения в 12,8 минуты слишком долго.
Конечность одиночного слота (SSF) предлагает заменить существующую архитектуру механизмом, похожим на Tendermint, что позволяет окончательно подтвердить блок N до его генерации в блоке N+1. SSF сохраняет механизм неактивного утечки, позволяя цепочке продолжать работу, даже если более 1/3 валидаторов находятся в оффлайне.
Основная проблема SSF заключается в том, что каждому ставщику необходимо каждые 12 секунд отправлять два сообщения, что создает большую нагрузку на сеть. Хотя существуют некоторые смягчающие меры, такие как предложение Orbit SSF, пользователям все равно нужно ждать 5-20 секунд для подтверждения транзакции.
Предварительное подтверждение Rollup
Ethereum использует дорожную карту, ориентированную на rollup, и проектирует L1 как базовый уровень для поддержки доступности данных и других функций, используемых протоколами L2. Эта многослойная архитектура позволяет L1 сосредоточиться на антикоррупции, надежности и основных функциях, в то время как L2 более близок к потребностям пользователей.
L2 надеется предоставить пользователям более быструю скорость подтверждения. Теоретически, L2 может создать свою собственную сеть "децентрализованных сортировщиков", где небольшая группа валидаторов подписывает блоки каждые несколько сотен миллисекунд. Однако требовать от всех L2 реализовать декентрализованную сортировку кажется не совсем справедливым.
Базовое предварительное подтверждение
Базовый механизм предварительного подтверждения предполагает, что предложители Ethereum являются сложными участниками MEV. Он использует их опыт, стимулируя этих предложителей предоставлять услуги предварительного подтверждения.
Пользователи могут платить дополнительную плату за мгновенную гарантию того, что транзакция будет включена в следующий блок. Если предложитель нарушит обязательство, он понесет наказание. Этот механизм применим как к L1-транзакциям, так и к L2-транзакциям, основанным на L1.
Перспективы архитектуры epoch-slot
Если мы реализуем окончательность с одним слотом и используем технологии, подобные Orbit, чтобы уменьшить количество валидаторов в каждом слоте, сохраняя при этом достаточный уровень децентрализации, мы можем получить архитектуру эпоха-слот:
эпоха: использование механизма SSF, подтверждение одного блока каждые 16 секунд
слот: Используя предварительное подтверждение rollup или базовое предварительное подтверждение, предоставляет более быстрое подтверждение транзакций
Эта архитектура отражает глубокую философскую причину: достижение приблизительного консенсуса требует меньше времени, чем достижение максимальной "экономической окончательности". Основные причины включают:
Количество узлов: приближенное согласие требует лишь небольшого количества узлов, в то время как экономическая окончательность требует участия большинства узлов.
Время сбора подписей: увеличение числа узлов удлинит время сбора подписей.
Качество узлов: специализированный подмножество узлов может быстрее достичь приближенного соглашения.
Таким образом, архитектура epoch-slot кажется неизбежной, но между различными реализациями могут существовать значительные различия. Стоит进一步 исследовать пространство дизайна, особенно для достижения более сильного разделения внимания между двумя механизмами.
Выбор стратегии L2
В настоящее время существует три основных стратегии L2:
"На основе" Ethereum-решения: оптимизация базовых технологий и ценностей Ethereum.
"Сервер с блокчейн-структурой": сочетание эффективности сервера и безопасности блокчейна.
Компромиссный вариант: сочетание быстрого блокчейна и дополнительной безопасности, предоставляемой Ethereum.
Для разных сценариев применения эти три стратегии имеют свои преимущества. Ключевой вопрос заключается в том, насколько хорошо оригинальная эпоха-слот архитектура Ethereum может работать. Если время слота удастся сократить до примерно 1 секунды, пространство для третьей стратегии может значительно уменьшиться.
На данный момент мы все еще далеки от окончательных ответов на эти вопросы. Сложность предложителей блоков остается неопределенной. Новые проекты, такие как Orbit SSF, предоставляют возможности для дальнейшего исследования. Чем больше у нас есть вариантов, тем лучше мы можем обеспечить опыт пользователей L1 и L2, одновременно упрощая работу разработчиков L2.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
Изучение архитектуры epoch-slot Ethereum: новое направление для ускорения подтверждения транзакций
Увеличение скорости подтверждения транзакций в Ethereum: исследование архитектуры epoch-slot
Быстрое время подтверждения транзакций является одним из ключевых факторов пользовательского опыта в блокчейне. В последние годы Ethereum достиг значительного прогресса в этой области. В настоящее время транзакции на L1 обычно подтверждаются за 5-20 секунд, что сопоставимо с опытом оплаты кредитной картой. Тем не менее, дальнейшее сокращение времени подтверждения все еще имеет значение, некоторые приложения даже требуют задержки менее секунды. В этой статье будут рассмотрены несколько практических решений для улучшения времени подтверждения транзакций в Ethereum.
Обзор существующих технологий
Однослотовая окончательность
Текущий механизм консенсуса Gasper, используемый в Ethereum, основан на структурах слотов и эпох. Каждые 12 секунд - это слот, и валидаторы по очереди голосуют за голову цепи. После двух эпох (12,8 минут) транзакции достигают состояния окончательности.
Этот метод имеет две основные проблемы: во-первых, высокая сложность, взаимодействие между голосованием на уровне слота и окончательностью на уровне эпохи легко может привести к ошибкам; во-вторых, время окончательного подтверждения в 12,8 минуты слишком долго.
Конечность одиночного слота (SSF) предлагает заменить существующую архитектуру механизмом, похожим на Tendermint, что позволяет окончательно подтвердить блок N до его генерации в блоке N+1. SSF сохраняет механизм неактивного утечки, позволяя цепочке продолжать работу, даже если более 1/3 валидаторов находятся в оффлайне.
Основная проблема SSF заключается в том, что каждому ставщику необходимо каждые 12 секунд отправлять два сообщения, что создает большую нагрузку на сеть. Хотя существуют некоторые смягчающие меры, такие как предложение Orbit SSF, пользователям все равно нужно ждать 5-20 секунд для подтверждения транзакции.
Предварительное подтверждение Rollup
Ethereum использует дорожную карту, ориентированную на rollup, и проектирует L1 как базовый уровень для поддержки доступности данных и других функций, используемых протоколами L2. Эта многослойная архитектура позволяет L1 сосредоточиться на антикоррупции, надежности и основных функциях, в то время как L2 более близок к потребностям пользователей.
L2 надеется предоставить пользователям более быструю скорость подтверждения. Теоретически, L2 может создать свою собственную сеть "децентрализованных сортировщиков", где небольшая группа валидаторов подписывает блоки каждые несколько сотен миллисекунд. Однако требовать от всех L2 реализовать декентрализованную сортировку кажется не совсем справедливым.
Базовое предварительное подтверждение
Базовый механизм предварительного подтверждения предполагает, что предложители Ethereum являются сложными участниками MEV. Он использует их опыт, стимулируя этих предложителей предоставлять услуги предварительного подтверждения.
Пользователи могут платить дополнительную плату за мгновенную гарантию того, что транзакция будет включена в следующий блок. Если предложитель нарушит обязательство, он понесет наказание. Этот механизм применим как к L1-транзакциям, так и к L2-транзакциям, основанным на L1.
Перспективы архитектуры epoch-slot
Если мы реализуем окончательность с одним слотом и используем технологии, подобные Orbit, чтобы уменьшить количество валидаторов в каждом слоте, сохраняя при этом достаточный уровень децентрализации, мы можем получить архитектуру эпоха-слот:
Эта архитектура отражает глубокую философскую причину: достижение приблизительного консенсуса требует меньше времени, чем достижение максимальной "экономической окончательности". Основные причины включают:
Таким образом, архитектура epoch-slot кажется неизбежной, но между различными реализациями могут существовать значительные различия. Стоит进一步 исследовать пространство дизайна, особенно для достижения более сильного разделения внимания между двумя механизмами.
Выбор стратегии L2
В настоящее время существует три основных стратегии L2:
Для разных сценариев применения эти три стратегии имеют свои преимущества. Ключевой вопрос заключается в том, насколько хорошо оригинальная эпоха-слот архитектура Ethereum может работать. Если время слота удастся сократить до примерно 1 секунды, пространство для третьей стратегии может значительно уменьшиться.
На данный момент мы все еще далеки от окончательных ответов на эти вопросы. Сложность предложителей блоков остается неопределенной. Новые проекты, такие как Orbit SSF, предоставляют возможности для дальнейшего исследования. Чем больше у нас есть вариантов, тем лучше мы можем обеспечить опыт пользователей L1 и L2, одновременно упрощая работу разработчиков L2.