以太坊探索更快交易確認時間的方案

區塊鏈用戶體驗中,快速的交易確認時間至關重要。以太坊在這方面已有顯著進步,目前L1上的交易通常可在5-20秒內確認,與信用卡支付體驗相當。然而,進一步縮短確認時間仍有價值,某些應用甚至需要亞秒級延遲。本文將探討以太坊在這方面的一些可行改進方案。

現有技術概述

單槽最終性

以太坊當前的Gasper共識採用槽和週期結構,每12秒一個槽,32個槽(6.4分鍾)組成一個週期。驗證者在每個槽對鏈頭投票,兩個週期(12.8分鍾)後達成最終性。

這種方法存在復雜性和時間過長的問題。單槽最終性(SSF)提議採用類似Tendermint的機制,在生成下一個區塊前就確定當前區塊。主要挑戰是需要驗證者每12秒發布兩條消息,給鏈帶來較大負載。盡管SSF顯著加快了最終性,但用戶仍需等待5-20秒。

Rollup預確認

以太坊採用以rollup爲中心的路線圖,L1提供數據可用性等基礎功能,L2提供更好的用戶體驗。L2希望提供亞秒級確認,理論上可通過去中心化排序網路實現。但這要求rollup做與創建新L1幾乎相同的工作。

基礎預確認方案提出讓以太坊提議者提供預確認服務。用戶可支付額外費用獲得交易被包含在下一區塊的即時保證。如果提議者違約,將被罰沒。這可爲L1和L2交易提供預確認。

未來展望

結合單槽最終性和預確認機制,我們可能會看到一個新的epoch-slot架構:

• 採用SSF,每16秒一個槽
• 使用rollup預確認或基礎預確認提供更快確認

這種架構似乎難以避免,因爲達成近似共識比達成完全經濟最終性所需時間更短。原因包括:

• 近似共識只需少量節點參與
• 節點數量增加會延長籤名收集時間
• 可依靠專業化節點子集達成近似協議

因此,探索關注點分離更強的epoch-slot架構設計很有價值。

L2策略選擇

L2目前有三種合理策略:

1. 完全基於以太坊,優化其技術屬性和價值觀
2. 作爲"帶區塊鏈腳手架的服務器",保留服務器效率
3. 折衷方案:快速鏈+以太坊提供額外安全性

對於不同應用,可選擇不同的epoch-slot架構:

• 以太坊原生架構
• 服務器預確認
• 委員會預確認

關鍵問題是以太坊原生架構能做到多好。如果能將slot時間降到1秒,第三種方案的空間就會縮小。

目前這些問題的最終答案還遠未確定。區塊提議者復雜度、新穎設計如Orbit SSF等方面仍存在不確定性。繼續探索更多選項,有助於爲L1和L2用戶提供更好體驗,簡化L2開發。