以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 最新撰文,探討了加快以太坊交易確認時間的 3 種方法,並提出了 Layer2 的三種合理發展策略。
(前情提要:Vitalik分析:以太坊以L2為中心的生態系面臨哪些挑戰? )
(背景補充:Vitalik新文揭示:Layer2為以太坊次文化提供了成長的沃土 )
以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 最新撰文,探討了加快以太坊交易確認時間的幾種方法,包括單時隙確定性(Single slot finality)、Rollup 預確認以及 Based 預確認機制,並強調了 slot 和 epoch 架構在提供快速交易確認方面的重要性。
註:在以太坊 2.0 中,Slot 是每 12 秒的一個時間段,通常會產生一個區塊;而 Epoch 是由 32 個 Slot 組成的一個時間單位,每 6 分鐘 24 秒進行一次,負責狀態檢查和驗證者的獎懲處理。
單時隙確定性加快「最終確定」時間
Buterin 表示,良好的區塊鏈用戶體驗的重要特性之一是快速的交易確認時間。自過去五年以來,以太坊在這方面已經有了顯著的改進,特別是隨著 EIP-1559 和 the Merge 後的穩定區塊時間的引入,L1 上的交易可以在 5-20 秒內得到確認,這與信用卡支付的體驗相當。
然而,進一步改善用戶體驗仍然需要加強,特別是對於需要毫秒級或更低延遲的應用。下文討論了以太坊改善交易確認速度的一些實際選項。
首先,Buterin 提出了單時隙確定性(Single Slot Finality, SSF)作為替代現有的 Gasper 共識機制的選項。目前,以太坊的 Gasper 共識機制雖然使得交易可以在 5-20 秒內確認,但 12.8 分鐘的最終確定(finality)時間被認為過長。
而 SSF 機制更接近 Tendermint 共識,可以在新區塊形成之前最終確定前一區塊,並通過「不活動洩漏」機制允許區塊鏈繼續運行,並在超過 1/3 的驗證者離線時恢復。
SSF 的主要挑戰是可能對網路負載增加,因為它要求每個 12 秒的 slot 中,所有的以太坊質押者都必須發布兩條消息。Orbit SSF 提案是解決這個問題的有力方案。但即便如此,雖然這透過使最終確定來得更快而顯著改善了用戶體驗,但它並沒有改變用戶需要等待 5-20 秒的事實。
Rollup 預確認 & Based 預確認
此外,Buterin 也探討了 Rollup 預確認和 Based 預確認的機制。以太坊一直遵循以 Rollup 為中心的發展路線,設計 L1 來支援資料可用性和其他功能,而 L2 則為使用者提供更大規模的服務,但這將面臨一個不可避免的問題:L2 需要為希望確認速度快於 5-20 秒的用戶提供服務。
再加上,要求所有 L2 都實現去中心化排序網路是不公平的,這幾乎要求他們做大部分新 L1 的工作。
為了解決這個問題,Justin Drake 推出了一種基於以太坊的共享預確認機制 —— Based 預確認,讓所有 L2 和 L1 都能訪問。
Based 預確認的方法假設以太坊提議者將因 MEV(最大可提取價值)相關原因而成為高度複雜的參與者。基於預確認的方法利用這種複雜性,通過激勵這些經驗豐富的提議者來提供預確認服務。基本想法是創建一個標準化協議,用戶可以透過該協議支付額外費用,以換取立即保證該交易將包含在下一個區塊中,並可能對執行該交易的結果進行聲明。如果提議者違反了對用戶的任何承諾,他們將被削減。
總結來說,Based 預確認為 L1 交易提供保證。如果 Rollup 是「Based」的,那麼所有 L2 區塊都是 L1 交易,因此可以使用相同的機制為任何 L2 提供預確認。
延伸閱讀:詳解Based Rollup:如何解決Optimistic、ZK當前碰到的挑戰
L2 的 3 種發展方向
最後,Buterin 提出了 L2 的三種合理發展策略:
1. 技術和精神層面都基於以太坊:這些 L2 優化為以太坊基層的技術屬性和價值(高去中心化、抗審查等)傳遞通道。簡單來說,這些 rollup 可以被視為「品牌分片」,也可以在新虛擬機設計和其他技術改進上進行大量實驗。
2. 以服務器為基礎的區塊鏈架構:這些 L2 從服務器開始,然後添加 STARK 有效性證明、用戶退出或強制交易的權利,以及集體選擇的自由(如協調大規模退出或更改排序者的能力),在保持服務器效率的同時,獲得大量鏈上運行的好處。
3. 妥協方案:採用百節點快速鏈,以太坊提供額外的互操作性和安全性,這是許多 L2 項目的實際路線圖。
這三種策略中,每種都有不同的 slot-and-epoch 架構:
- 以太坊原生架構
- 伺服器預確認
- 委員會預確認
Buterin 提出關鍵問題是,我們能在第一類中做到多好?如果第一類變得非常好,那麼第三類的意義可能會減弱。而第二類將始終存在,因為任何「基於以太坊」的方案都不適用於如 plasmas 和 validiums 這樣的鏈下數據 L2。
Buterin 總結道,我們需要更多選擇來簡化 L2 開發者的工作,並提高用戶體驗。
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