Оптимізація часу підтвердження транзакцій Ethereum: дослідження швидшого користувацького досвіду
Ключовим аспектом досвіду користувачів блокчейну є швидкість підтвердження транзакцій. Останніми роками Ethereum досяг значного прогресу в цьому плані. Наразі транзакції на L1 зазвичай підтверджуються протягом 5-20 секунд, що в основному відповідає платежам кредитними картками. Проте подальше покращення досвіду користувачів все ще має значення, деякі додатки навіть потребують підсумкових часів відгуку менше ніж за секунду. У цій статті будуть обговорені кілька можливих варіантів підвищення швидкості підтвердження транзакцій Ethereum.
Огляд існуючих технологій
Останнє завершення одного слота
Ethereum поточний механізм консенсусу Gasper базується на структурі слотів та епох. Кожні 12 секунд - один слот, частина валідаторів голосує за голівку ланцюга. Після 32 слотів (6,4 хвилини) усі валідатори мають можливість проголосувати один раз. Ці голоси інтерпретуються як повідомлення в алгоритмі консенсусу, подібному до PBFT, і через два епохи (12,8 хвилини) забезпечують сильну економічну гарантію фінальності.
Цей метод має дві основні проблеми: висока складність і те, що фінальний час підтвердження в 12,8 хвилини є занадто довгим. Остаточність з однією вставкою (SSF) замінила існуючу архітектуру механізмом, подібним до Tendermint, що дозволяє остаточно підтвердити блок N до його генерації блоком N+1. SSF зберігає механізм "неактивного витоку", що дозволяє ланцюгу продовжувати працювати і відновлюватися, навіть якщо понад 1/3 валідаторів офлайн.
Основним викликом SSF є вимога до всіх стейкерів публікувати дві повідомлення кожні 12 секунд, що створює значне навантаження на мережу. Хоча існують деякі рішення для пом'якшення, такі як нещодавно запропонований Orbit SSF, користувачі все ще повинні чекати 5-20 секунд для підтвердження транзакції.
Попереднє підтвердження Rollup
Ethereum в останні роки обрала розвиток, зосереджений на rollup, де L1 забезпечує базові функції, такі як доступність даних, для використання протоколами L2. Це призвело до розділення уваги: L1 зосереджується на антикорупційності, надійності та покращенні основних функцій, тоді як L2 безпосередньо орієнтований на потреби користувачів.
Теоретично, створення мережі децентралізованих сортувальників — це відповідальність L2. Невелика група валідаторів може підписувати блоки кожні кілька сотень мілісекунд і ставити активи в якості гарантії. Ці заголовки L2 блоків зрештою будуть опубліковані на L1.
Однак вимагати, щоб усі L2 реалізували децентралізований порядок, здається, не зовсім розумно, це еквівалентно створенню зовсім нового L1. Тому була запропонована ідея дозволити всім L2 (навіть L1) ділитися механізмом попереднього підтвердження: базове попереднє підтвердження.
Базове попереднє підтвердження
Базове попереднє підтвердження використовує складність пропозиційників Етер, заохочуючи їх брати на себе відповідальність за надання послуг попереднього підтвердження. Користувачі можуть сплачувати додаткову плату, щоб отримати миттєву гарантію того, що транзакція буде включена в наступний блок. Якщо пропозиціонер порушить обіцянку, він понесе покарання.
Цей механізм підходить не лише для L1-транзакцій, але й для "базованих" на Ethereum роллапів, оскільки всі L2 блоки по суті є L1-транзакціями, тому вони також можуть користуватись тією ж службою попереднього підтвердження.
Перспективи майбутнього
Припустимо, ми реалізували остаточність одного слоту і використовували технології, подібні до Orbit, щоб зменшити кількість валідаторів для кожного слоту, одночасно збільшивши тривалість слоту до 16 секунд. У поєднанні з попереднім підтвердженням rollup або основним попереднім підтвердженням, ми можемо забезпечити користувачам швидший досвід підтвердження. Цю архітектуру можна назвати "епоха-слот" структурою.
Ця структура виникла з глибоких причин: час, необхідний для досягнення приблизної згоди щодо чогось, зазвичай менший, ніж час, необхідний для досягнення максимальної "економічної остаточності". До чинників впливають кількість учасників вузлів та "якість" вузлів.
Для L2 наразі існує три можливі стратегії:
Технологічно та концептуально повністю "базується" на Ethereum, може розглядатися як "брендований шард" або здійснювати більш сміливі технологічні інновації.
Як "сервер із каркасом блокчейна", поєднуючи технології такі як STARK-докази ефективності, зберігаючи ефективність сервера, отримуємо основні переваги блокчейн-технології.
Компромісний варіант: створення швидкого ланцюга, що складається приблизно з ста вузлів, покладаючись на Ethereum для забезпечення додаткової взаємодії та безпеки.
Для різних сценаріїв використання 12 секунд часу блоків може бути достатньо. Для застосувань, які потребують швидшого підтвердження, архітектура "Епоха-Слот" здається єдиним рішенням. Ключовим є те, в якій мірі ми можемо оптимізувати цю архітектуру, особливо якщо вдасться зменшити час слоту до 1 секунди, тоді привабливість третьої стратегії значно знизиться.
На даний момент ми ще далеко від остаточних відповідей на ці питання. Складність пропозицій блоків залишається з великою невизначеністю. Новаторські проекти, такі як Orbit SSF, відкривають можливості для подальшого дослідження. Чим більше варіантів ми маємо, тим краще ми зможемо обслуговувати користувачів 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.
Прискорення підтвердження транзакцій Ethereum: дослідження переходу від односекундної фіналізації до механізму попереднього підтвердження
Оптимізація часу підтвердження транзакцій Ethereum: дослідження швидшого користувацького досвіду
Ключовим аспектом досвіду користувачів блокчейну є швидкість підтвердження транзакцій. Останніми роками Ethereum досяг значного прогресу в цьому плані. Наразі транзакції на L1 зазвичай підтверджуються протягом 5-20 секунд, що в основному відповідає платежам кредитними картками. Проте подальше покращення досвіду користувачів все ще має значення, деякі додатки навіть потребують підсумкових часів відгуку менше ніж за секунду. У цій статті будуть обговорені кілька можливих варіантів підвищення швидкості підтвердження транзакцій Ethereum.
Огляд існуючих технологій
Останнє завершення одного слота
Ethereum поточний механізм консенсусу Gasper базується на структурі слотів та епох. Кожні 12 секунд - один слот, частина валідаторів голосує за голівку ланцюга. Після 32 слотів (6,4 хвилини) усі валідатори мають можливість проголосувати один раз. Ці голоси інтерпретуються як повідомлення в алгоритмі консенсусу, подібному до PBFT, і через два епохи (12,8 хвилини) забезпечують сильну економічну гарантію фінальності.
Цей метод має дві основні проблеми: висока складність і те, що фінальний час підтвердження в 12,8 хвилини є занадто довгим. Остаточність з однією вставкою (SSF) замінила існуючу архітектуру механізмом, подібним до Tendermint, що дозволяє остаточно підтвердити блок N до його генерації блоком N+1. SSF зберігає механізм "неактивного витоку", що дозволяє ланцюгу продовжувати працювати і відновлюватися, навіть якщо понад 1/3 валідаторів офлайн.
Основним викликом SSF є вимога до всіх стейкерів публікувати дві повідомлення кожні 12 секунд, що створює значне навантаження на мережу. Хоча існують деякі рішення для пом'якшення, такі як нещодавно запропонований Orbit SSF, користувачі все ще повинні чекати 5-20 секунд для підтвердження транзакції.
Попереднє підтвердження Rollup
Ethereum в останні роки обрала розвиток, зосереджений на rollup, де L1 забезпечує базові функції, такі як доступність даних, для використання протоколами L2. Це призвело до розділення уваги: L1 зосереджується на антикорупційності, надійності та покращенні основних функцій, тоді як L2 безпосередньо орієнтований на потреби користувачів.
Теоретично, створення мережі децентралізованих сортувальників — це відповідальність L2. Невелика група валідаторів може підписувати блоки кожні кілька сотень мілісекунд і ставити активи в якості гарантії. Ці заголовки L2 блоків зрештою будуть опубліковані на L1.
Однак вимагати, щоб усі L2 реалізували децентралізований порядок, здається, не зовсім розумно, це еквівалентно створенню зовсім нового L1. Тому була запропонована ідея дозволити всім L2 (навіть L1) ділитися механізмом попереднього підтвердження: базове попереднє підтвердження.
Базове попереднє підтвердження
Базове попереднє підтвердження використовує складність пропозиційників Етер, заохочуючи їх брати на себе відповідальність за надання послуг попереднього підтвердження. Користувачі можуть сплачувати додаткову плату, щоб отримати миттєву гарантію того, що транзакція буде включена в наступний блок. Якщо пропозиціонер порушить обіцянку, він понесе покарання.
Цей механізм підходить не лише для L1-транзакцій, але й для "базованих" на Ethereum роллапів, оскільки всі L2 блоки по суті є L1-транзакціями, тому вони також можуть користуватись тією ж службою попереднього підтвердження.
Перспективи майбутнього
Припустимо, ми реалізували остаточність одного слоту і використовували технології, подібні до Orbit, щоб зменшити кількість валідаторів для кожного слоту, одночасно збільшивши тривалість слоту до 16 секунд. У поєднанні з попереднім підтвердженням rollup або основним попереднім підтвердженням, ми можемо забезпечити користувачам швидший досвід підтвердження. Цю архітектуру можна назвати "епоха-слот" структурою.
Ця структура виникла з глибоких причин: час, необхідний для досягнення приблизної згоди щодо чогось, зазвичай менший, ніж час, необхідний для досягнення максимальної "економічної остаточності". До чинників впливають кількість учасників вузлів та "якість" вузлів.
Для L2 наразі існує три можливі стратегії:
Для різних сценаріїв використання 12 секунд часу блоків може бути достатньо. Для застосувань, які потребують швидшого підтвердження, архітектура "Епоха-Слот" здається єдиним рішенням. Ключовим є те, в якій мірі ми можемо оптимізувати цю архітектуру, особливо якщо вдасться зменшити час слоту до 1 секунди, тоді привабливість третьої стратегії значно знизиться.
На даний момент ми ще далеко від остаточних відповідей на ці питання. Складність пропозицій блоків залишається з великою невизначеністю. Новаторські проекти, такі як Orbit SSF, відкривають можливості для подальшого дослідження. Чим більше варіантів ми маємо, тим краще ми зможемо обслуговувати користувачів L1 та L2, одночасно спрощуючи роботу розробників L2.