以太坊探索更快交易确认时间的方案

区块链用户体验中,快速的交易确认时间至关重要。以太坊在这方面已有显著进步,目前L1上的交易通常可在5-20秒内确认,与信用卡支付体验相当。然而,进一步缩短确认时间仍有价值,某些应用甚至需要亚秒级延迟。本文将探讨以太坊在这方面的一些可行改进方案。

现有技术概述

单槽最终性

以太坊当前的Gasper共识采用槽和周期结构,每12秒一个槽,32个槽(6.4分钟)组成一个周期。验证者在每个槽对链头投票,两个周期(12.8分钟)后达成最终性。

这种方法存在复杂性和时间过长的问题。单槽最终性(SSF)提议采用类似Tendermint的机制,在生成下一个区块前就确定当前区块。主要挑战是需要验证者每12秒发布两条消息,给链带来较大负载。尽管SSF显著加快了最终性,但用户仍需等待5-20秒。

Rollup预确认

以太坊采用以rollup为中心的路线图,L1提供数据可用性等基础功能,L2提供更好的用户体验。L2希望提供亚秒级确认,理论上可通过去中心化排序网络实现。但这要求rollup做与创建新L1几乎相同的工作。

基础预确认方案提出让以太坊提议者提供预确认服务。用户可支付额外费用获得交易被包含在下一区块的即时保证。如果提议者违约,将被罚没。这可为L1和L2交易提供预确认。

未来展望

结合单槽最终性和预确认机制,我们可能会看到一个新的epoch-slot架构:

• 采用SSF,每16秒一个槽
• 使用rollup预确认或基础预确认提供更快确认

这种架构似乎难以避免,因为达成近似共识比达成完全经济最终性所需时间更短。原因包括:

• 近似共识只需少量节点参与
• 节点数量增加会延长签名收集时间
• 可依靠专业化节点子集达成近似协议

因此,探索关注点分离更强的epoch-slot架构设计很有价值。

L2策略选择

L2目前有三种合理策略:

1. 完全基于以太坊,优化其技术属性和价值观
2. 作为"带区块链脚手架的服务器",保留服务器效率
3. 折衷方案:快速链+以太坊提供额外安全性

对于不同应用,可选择不同的epoch-slot架构:

• 以太坊原生架构
• 服务器预确认
• 委员会预确认

关键问题是以太坊原生架构能做到多好。如果能将slot时间降到1秒,第三种方案的空间就会缩小。

目前这些问题的最终答案还远未确定。区块提议者复杂度、新颖设计如Orbit SSF等方面仍存在不确定性。继续探索更多选项,有助于为L1和L2用户提供更好体验,简化L2开发。