Підвищення швидкості підтвердження транзакцій Ethereum: дослідження архітектури epoch-slot
Швидкий час підтвердження транзакцій є одним із ключових елементів досвіду користувачів блокчейну. У останні роки Ethereum досяг значного прогресу в цьому відношенні. Наразі транзакції на L1 зазвичай підтверджуються протягом 5-20 секунд, що є порівнянним з досвідом оплати кредитною карткою. Однак подальше скорочення часу підтвердження все ще має значення, деякі додатки навіть вимагають затримки менше ніж у секунду. У цій статті буде розглянуто кілька можливих рішень для покращення часу підтвердження транзакцій в Ethereum.
Огляд існуючих технологій
Односекційна остаточність
Поточний механізм консенсусу Gasper в Ethereum базується на структурі слотів і епох. Кожні 12 секунд відбувається слот, валідатори по черзі голосують за голову ланцюга. Після двох епох (12,8 хвилин) транзакції досягають стану фінальності.
Цей метод має дві основні проблеми: по-перше, висока складність, взаємодія між голосуванням на рівні слотів і фінальністю на рівні епохи легко може призвести до помилок; по-друге, час остаточного підтвердження 12,8 хвилин є занадто довгим.
Остаточність односекційних блоків (SSF) пропонує замінити існуючу архітектуру механізмом, схожим на Tendermint, що дозволяє остаточно підтвердити блок N до його генерації в блоці N+1. SSF зберігає механізм неактивного витоку, що дозволяє ланцюгу продовжувати функціонувати, коли понад 1/3 валідаторів офлайн.
Основна проблема SSF полягає в тому, що кожен стейкер повинен кожні 12 секунд надсилати два повідомлення, що створює велике навантаження на мережу. Хоча існують деякі рішення, такі як пропозиція Orbit SSF, користувачам все ще потрібно чекати 5-20 секунд для підтвердження транзакцій.
Попереднє підтвердження Rollup
Ethereum використовує дорожню карту, зосереджену на rollup, де L1 розробляється як базовий рівень, що підтримує доступність даних та інші функції для використання протоколами L2. Така багаторівнева архітектура дозволяє L1 зосередитися на антицензурі, надійності та основних функціях, тоді як L2 ближче до потреб користувачів.
L2 сподівається забезпечити користувачів швидшою швидкістю підтвердження. Теоретично, L2 може створити власну мережу "децентралізованих сортувальників", де невелика група валідаторів підписує блоки кожні кілька сотень мілісекунд. Однак вимога, щоб всі L2 реалізували децентралізоване сортування, здається, не зовсім справедливою.
Базове підтвердження
Базовий механізм попереднього підтвердження передбачає, що пропоненти Ethereum є складними учасниками MEV. Він використовує їхню експертизу, заохочуючи цих пропонентів надавати послуги попереднього підтвердження.
Користувачі можуть сплатити додаткову плату, щоб отримати миттєву гарантію того, що угода буде включена в наступний блок. Якщо пропонент порушить обіцянку, він понесе покарання. Ця механіка застосовується як до L1 угод, так і до L2 угод на основі L1.
Перспективи архітектури epoch-slot
Якщо ми досягнемо однозначної остаточності для слота та використаємо технології, подібні до Orbit, щоб зменшити кількість валідаторів для кожного слота, зберігаючи при цьому достатній рівень децентралізації, ми можемо отримати архітектуру епохи-слота:
епоха: використовуючи механізм SSF, кожні 16 секунд остаточно підтверджується один блок
слот: використання rollup для попереднього підтвердження або базового попереднього підтвердження, що забезпечує швидше підтвердження транзакцій
Ця архітектура відображає глибоке філософське підґрунтя: досягнення наближеного консенсусу потребує менше часу, ніж досягнення максимальної "економічної остаточності". Основні причини включають:
Кількість вузлів: для наближеного консенсусу потрібно лише кілька вузлів, тоді як економічна остаточність вимагає участі більшості вузлів.
Час збору підписів: Збільшення кількості вузлів призведе до подовження часу збору підписів.
Якість вузлів: професіоналізований підмножина вузлів може швидше досягати наближеного консенсусу.
Отже, архітектура epoch-slot здається неминучою, але між різними реалізаціями можуть існувати суттєві відмінності. Варто далі досліджувати дизайн-простір, особливо для досягнення більшої сепарації уваги між двома механізмами.
Вибір стратегії L2
На даний момент існує три основні стратегії L2:
"На базі" Ethereum: оптимізація технологій базового рівня Ethereum та цінностей.
"Сервер з блокчейн-скелетом": поєднання ефективності сервера та безпеки блокчейну.
Компромісний варіант: поєднання швидкого ланцюга з додатковою безпекою, яку забезпечує Ethereum.
Для різних сценаріїв використання ці три стратегії мають свої переваги. Ключове питання полягає в тому, наскільки добре архітектура epoch-slot, яка є рідною для Ethereum, може працювати. Якщо вдасться зменшити час слота до приблизно 1 секунди, простір третьої стратегії може суттєво зменшитися.
Наразі ми ще далекі від остаточних відповідей на ці питання. Складність пропонентів блоків все ще залишається невизначеною. Нові дизайни, такі як Orbit SSF, надають можливості для подальшого дослідження. Чим більше у нас є варіантів, тим кращий досвід ми зможемо надати користувачам L1 та L2, одночасно спрощуючи роботу розробників L2.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Дослідження архітектури epoch-slot Ethereum: новий напрямок для прискорення підтвердження транзакцій
Підвищення швидкості підтвердження транзакцій Ethereum: дослідження архітектури epoch-slot
Швидкий час підтвердження транзакцій є одним із ключових елементів досвіду користувачів блокчейну. У останні роки Ethereum досяг значного прогресу в цьому відношенні. Наразі транзакції на L1 зазвичай підтверджуються протягом 5-20 секунд, що є порівнянним з досвідом оплати кредитною карткою. Однак подальше скорочення часу підтвердження все ще має значення, деякі додатки навіть вимагають затримки менше ніж у секунду. У цій статті буде розглянуто кілька можливих рішень для покращення часу підтвердження транзакцій в Ethereum.
Огляд існуючих технологій
Односекційна остаточність
Поточний механізм консенсусу Gasper в Ethereum базується на структурі слотів і епох. Кожні 12 секунд відбувається слот, валідатори по черзі голосують за голову ланцюга. Після двох епох (12,8 хвилин) транзакції досягають стану фінальності.
Цей метод має дві основні проблеми: по-перше, висока складність, взаємодія між голосуванням на рівні слотів і фінальністю на рівні епохи легко може призвести до помилок; по-друге, час остаточного підтвердження 12,8 хвилин є занадто довгим.
Остаточність односекційних блоків (SSF) пропонує замінити існуючу архітектуру механізмом, схожим на Tendermint, що дозволяє остаточно підтвердити блок N до його генерації в блоці N+1. SSF зберігає механізм неактивного витоку, що дозволяє ланцюгу продовжувати функціонувати, коли понад 1/3 валідаторів офлайн.
Основна проблема SSF полягає в тому, що кожен стейкер повинен кожні 12 секунд надсилати два повідомлення, що створює велике навантаження на мережу. Хоча існують деякі рішення, такі як пропозиція Orbit SSF, користувачам все ще потрібно чекати 5-20 секунд для підтвердження транзакцій.
Попереднє підтвердження Rollup
Ethereum використовує дорожню карту, зосереджену на rollup, де L1 розробляється як базовий рівень, що підтримує доступність даних та інші функції для використання протоколами L2. Така багаторівнева архітектура дозволяє L1 зосередитися на антицензурі, надійності та основних функціях, тоді як L2 ближче до потреб користувачів.
L2 сподівається забезпечити користувачів швидшою швидкістю підтвердження. Теоретично, L2 може створити власну мережу "децентралізованих сортувальників", де невелика група валідаторів підписує блоки кожні кілька сотень мілісекунд. Однак вимога, щоб всі L2 реалізували децентралізоване сортування, здається, не зовсім справедливою.
Базове підтвердження
Базовий механізм попереднього підтвердження передбачає, що пропоненти Ethereum є складними учасниками MEV. Він використовує їхню експертизу, заохочуючи цих пропонентів надавати послуги попереднього підтвердження.
Користувачі можуть сплатити додаткову плату, щоб отримати миттєву гарантію того, що угода буде включена в наступний блок. Якщо пропонент порушить обіцянку, він понесе покарання. Ця механіка застосовується як до L1 угод, так і до L2 угод на основі L1.
Перспективи архітектури epoch-slot
Якщо ми досягнемо однозначної остаточності для слота та використаємо технології, подібні до Orbit, щоб зменшити кількість валідаторів для кожного слота, зберігаючи при цьому достатній рівень децентралізації, ми можемо отримати архітектуру епохи-слота:
Ця архітектура відображає глибоке філософське підґрунтя: досягнення наближеного консенсусу потребує менше часу, ніж досягнення максимальної "економічної остаточності". Основні причини включають:
Отже, архітектура epoch-slot здається неминучою, але між різними реалізаціями можуть існувати суттєві відмінності. Варто далі досліджувати дизайн-простір, особливо для досягнення більшої сепарації уваги між двома механізмами.
Вибір стратегії L2
На даний момент існує три основні стратегії L2:
Для різних сценаріїв використання ці три стратегії мають свої переваги. Ключове питання полягає в тому, наскільки добре архітектура epoch-slot, яка є рідною для Ethereum, може працювати. Якщо вдасться зменшити час слота до приблизно 1 секунди, простір третьої стратегії може суттєво зменшитися.
Наразі ми ще далекі від остаточних відповідей на ці питання. Складність пропонентів блоків все ще залишається невизначеною. Нові дизайни, такі як Orbit SSF, надають можливості для подальшого дослідження. Чим більше у нас є варіантів, тим кращий досвід ми зможемо надати користувачам L1 та L2, одночасно спрощуючи роботу розробників L2.