Otimização do tempo de confirmação de transações Ethereum: explorando uma experiência do usuário mais rápida
Uma das chaves para a experiência do usuário em blockchain é a velocidade de confirmação das transações. Nos últimos anos, o Ethereum fez progressos significativos nesse aspecto. Atualmente, as transações na L1 geralmente podem ser confirmadas em 5 a 20 segundos, basicamente comparável aos pagamentos com cartão de crédito. No entanto, ainda há valor em melhorar ainda mais a experiência do usuário, e algumas aplicações precisam de tempos de resposta inferiores a um segundo. Este artigo discutirá algumas soluções viáveis para o Ethereum aumentar a velocidade de confirmação das transações.
Visão Geral da Tecnologia Existente
finalização de slot único
O mecanismo de consenso Gasper atualmente adotado pelo Ethereum baseia-se na estrutura de slots e épocas. A cada 12 segundos, um slot, e alguns validadores votam no cabeçalho da cadeia. Após 32 slots (6,4 minutos), todos os validadores têm a oportunidade de votar uma vez. Esses votos são interpretados como mensagens no algoritmo de consenso tipo PBFT, proporcionando uma finalização com forte garantia econômica após duas épocas (12,8 minutos).
Esta abordagem apresenta dois problemas principais: alta complexidade e um tempo de confirmação final de 12,8 minutos que é excessivo. A finalização de slot único (SSF) substituiu a arquitetura existente por um mecanismo semelhante ao Tendermint, permitindo que o bloco N seja finalizado antes da geração do bloco N+1. A SSF mantém o mecanismo de "vazamento inativo", permitindo que a cadeia continue a funcionar e se recupere mesmo quando mais de 1/3 dos validadores estão offline.
O principal desafio do SSF é que a cada 12 segundos todos os stakers devem publicar duas mensagens, o que representa uma grande carga para a rede. Embora existam algumas soluções de mitigação, como o Orbit SSF recentemente proposto, os usuários ainda precisam esperar de 5 a 20 segundos para confirmar a transação.
Pré-confirmação de Rollup
Ethereum tem adotado uma rota de desenvolvimento centrada em rollups nos últimos anos, onde a L1 fornece funcionalidades básicas como disponibilidade de dados para uso dos protocolos L2. Isso resultou em uma separação de focos: a L1 se concentra em resistência à censura, confiabilidade e melhorias nas funcionalidades principais, enquanto a L2 se dirige mais diretamente às necessidades dos usuários.
Em teoria, é responsabilidade do L2 criar uma rede de ordenadores descentralizada. Um pequeno grupo de validadores pode assinar blocos a cada algumas centenas de milissegundos e garantir ativos como garantia. Os cabeçalhos dos blocos L2 acabarão por ser publicados no L1.
No entanto, exigir que todos os L2 implementem uma ordenação descentralizada parece um pouco irracional, o que equivale a criar um novo L1. Assim, foi proposta a ideia de que todos os L2 (mesmo L1) compartilhem um mecanismo de pré-confirmação: pré-confirmação básica.
Pré-confirmação básica
A pré-confirmação básica aproveita a complexidade dos proponentes do Ethereum, incentivando-os a assumir a responsabilidade de fornecer serviços de pré-confirmação. Os usuários podem pagar uma taxa adicional para obter uma garantia imediata de que a transação será incluída no próximo bloco. Se o proponente violar a promessa, estará sujeito a penalidades.
Este mecanismo não se aplica apenas a transações L1; para rollups "baseados" em Ethereum, todos os blocos L2 são essencialmente transações L1 e, portanto, também podem desfrutar do mesmo serviço de pré-confirmação.
Perspectivas Futuras
Suponha que implementemos a finalização de um único slot e reduzamos o número de validadores necessários para verificar cada slot usando uma tecnologia semelhante ao Orbit, enquanto aumentamos a duração do slot para 16 segundos. Com a pré-confirmação de rollup ou a pré-confirmação básica, podemos proporcionar aos usuários uma experiência de confirmação mais rápida. Essa arquitetura pode ser chamada de estrutura "época-slot".
A emergência dessa estrutura tem suas razões profundas: o tempo necessário para alcançar um consenso aproximado sobre algo é geralmente menor do que o tempo necessário para alcançar o máximo de "finalidade econômica". Os fatores que influenciam incluem o número de nós participantes e a "qualidade" dos nós.
Para L2, atualmente existem três estratégias viáveis:
Em termos técnicos e de conceito, totalmente "baseado" em Ethereum, pode ser considerado "fragmento de marca" ou realizar inovações tecnológicas mais ousadas.
Como um "servidor com estrutura de blockchain", combinando tecnologias como provas de validade STARK, mantém a eficiência do servidor enquanto obtém as principais vantagens de estar na cadeia.
Solução de compromisso: estabelecer uma cadeia rápida composta por cerca de cem nós, contando com o Éter para fornecer interoperabilidade e segurança adicionais.
Para diferentes cenários de aplicação, um tempo de bloco de 12 segundos pode ser suficiente. Para aplicações que necessitam de confirmações mais rápidas, a arquitetura "Época-Fenda" parece ser a única solução. A chave está em até que ponto podemos otimizar essa arquitetura, especialmente se conseguirmos reduzir o tempo da fenda para 1 segundo, então a atratividade da terceira estratégia diminuirá consideravelmente.
Atualmente, ainda estamos longe das respostas finais para essas questões. A complexidade dos proponentes de blocos ainda apresenta uma grande incerteza. Designs inovadores como o Orbit SSF oferecem oportunidades para uma exploração mais aprofundada. Quanto mais opções tivermos, melhor poderemos servir os usuários de L1 e L2, ao mesmo tempo em que simplificamos o trabalho dos desenvolvedores de L2.
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GasFeeCryer
· 1h atrás
Agora o gás finalmente pode ser um pouco mais barato.
Aceleração da confirmação de transações do Ethereum: exploração da finalização de slot único para mecanismos de pré-confirmação
Otimização do tempo de confirmação de transações Ethereum: explorando uma experiência do usuário mais rápida
Uma das chaves para a experiência do usuário em blockchain é a velocidade de confirmação das transações. Nos últimos anos, o Ethereum fez progressos significativos nesse aspecto. Atualmente, as transações na L1 geralmente podem ser confirmadas em 5 a 20 segundos, basicamente comparável aos pagamentos com cartão de crédito. No entanto, ainda há valor em melhorar ainda mais a experiência do usuário, e algumas aplicações precisam de tempos de resposta inferiores a um segundo. Este artigo discutirá algumas soluções viáveis para o Ethereum aumentar a velocidade de confirmação das transações.
Visão Geral da Tecnologia Existente
finalização de slot único
O mecanismo de consenso Gasper atualmente adotado pelo Ethereum baseia-se na estrutura de slots e épocas. A cada 12 segundos, um slot, e alguns validadores votam no cabeçalho da cadeia. Após 32 slots (6,4 minutos), todos os validadores têm a oportunidade de votar uma vez. Esses votos são interpretados como mensagens no algoritmo de consenso tipo PBFT, proporcionando uma finalização com forte garantia econômica após duas épocas (12,8 minutos).
Esta abordagem apresenta dois problemas principais: alta complexidade e um tempo de confirmação final de 12,8 minutos que é excessivo. A finalização de slot único (SSF) substituiu a arquitetura existente por um mecanismo semelhante ao Tendermint, permitindo que o bloco N seja finalizado antes da geração do bloco N+1. A SSF mantém o mecanismo de "vazamento inativo", permitindo que a cadeia continue a funcionar e se recupere mesmo quando mais de 1/3 dos validadores estão offline.
O principal desafio do SSF é que a cada 12 segundos todos os stakers devem publicar duas mensagens, o que representa uma grande carga para a rede. Embora existam algumas soluções de mitigação, como o Orbit SSF recentemente proposto, os usuários ainda precisam esperar de 5 a 20 segundos para confirmar a transação.
Pré-confirmação de Rollup
Ethereum tem adotado uma rota de desenvolvimento centrada em rollups nos últimos anos, onde a L1 fornece funcionalidades básicas como disponibilidade de dados para uso dos protocolos L2. Isso resultou em uma separação de focos: a L1 se concentra em resistência à censura, confiabilidade e melhorias nas funcionalidades principais, enquanto a L2 se dirige mais diretamente às necessidades dos usuários.
Em teoria, é responsabilidade do L2 criar uma rede de ordenadores descentralizada. Um pequeno grupo de validadores pode assinar blocos a cada algumas centenas de milissegundos e garantir ativos como garantia. Os cabeçalhos dos blocos L2 acabarão por ser publicados no L1.
No entanto, exigir que todos os L2 implementem uma ordenação descentralizada parece um pouco irracional, o que equivale a criar um novo L1. Assim, foi proposta a ideia de que todos os L2 (mesmo L1) compartilhem um mecanismo de pré-confirmação: pré-confirmação básica.
Pré-confirmação básica
A pré-confirmação básica aproveita a complexidade dos proponentes do Ethereum, incentivando-os a assumir a responsabilidade de fornecer serviços de pré-confirmação. Os usuários podem pagar uma taxa adicional para obter uma garantia imediata de que a transação será incluída no próximo bloco. Se o proponente violar a promessa, estará sujeito a penalidades.
Este mecanismo não se aplica apenas a transações L1; para rollups "baseados" em Ethereum, todos os blocos L2 são essencialmente transações L1 e, portanto, também podem desfrutar do mesmo serviço de pré-confirmação.
Perspectivas Futuras
Suponha que implementemos a finalização de um único slot e reduzamos o número de validadores necessários para verificar cada slot usando uma tecnologia semelhante ao Orbit, enquanto aumentamos a duração do slot para 16 segundos. Com a pré-confirmação de rollup ou a pré-confirmação básica, podemos proporcionar aos usuários uma experiência de confirmação mais rápida. Essa arquitetura pode ser chamada de estrutura "época-slot".
A emergência dessa estrutura tem suas razões profundas: o tempo necessário para alcançar um consenso aproximado sobre algo é geralmente menor do que o tempo necessário para alcançar o máximo de "finalidade econômica". Os fatores que influenciam incluem o número de nós participantes e a "qualidade" dos nós.
Para L2, atualmente existem três estratégias viáveis:
Para diferentes cenários de aplicação, um tempo de bloco de 12 segundos pode ser suficiente. Para aplicações que necessitam de confirmações mais rápidas, a arquitetura "Época-Fenda" parece ser a única solução. A chave está em até que ponto podemos otimizar essa arquitetura, especialmente se conseguirmos reduzir o tempo da fenda para 1 segundo, então a atratividade da terceira estratégia diminuirá consideravelmente.
Atualmente, ainda estamos longe das respostas finais para essas questões. A complexidade dos proponentes de blocos ainda apresenta uma grande incerteza. Designs inovadores como o Orbit SSF oferecem oportunidades para uma exploração mais aprofundada. Quanto mais opções tivermos, melhor poderemos servir os usuários de L1 e L2, ao mesmo tempo em que simplificamos o trabalho dos desenvolvedores de L2.