Оптимизация времени подтверждения транзакций Эфира: исследование более быстрого пользовательского опыта

Одним из ключевых аспектов пользовательского опыта в блокчейне является скорость подтверждения транзакций. Ethereum в последние годы добился значительного прогресса в этой области, и в настоящее время транзакции на L1 обычно подтверждаются за 5-20 секунд, что в основном сопоставимо с оплатой кредитной картой. Однако дальнейшее сокращение времени подтверждения все еще имеет свою ценность, особенно для некоторых сценариев применения, требующих задержки в миллисекундах. В этой статье будут рассмотрены несколько возможных решений для оптимизации времени подтверждения транзакций в Ethereum.

Обзор существующих технологий

Односторонняя окончательность

Эфир в настоящее время использует механизм консенсуса Gasper, основанный на структуре слотов и периодов. Каждый слот длится 12 секунд, валидаторы по очереди голосуют за голову цепочки, каждые 32 слота (6.4 минуты) составляют полный период. Этот механизм предоставляет сильные экономические гарантии, называемые "финальностью", через два периода (12.8 минуты).

Однако этот метод имеет проблемы сложности и длительности. В связи с этим была предложена концепция единого слота окончательности (SSF), аналогичная консенсусу Tendermint, но сохранившая механизм "неактивной утечки" для повышения устойчивости сети. Основная проблема SSF заключается в том, что каждые 12 секунд требуется значительное взаимодействие сообщений, что может создать огромную нагрузку на сеть.

Предварительное подтверждение Rollup

С принятием Эфиром дорожной карты, ориентированной на rollup, решения L2 становятся важным способом обеспечения более быстрого подтверждения транзакций. В теории L2 может создать свою собственную децентрализованную сеть сортировки, обеспечивая скорость подтверждения в миллисекундах. Однако это требует от L2 выполнения объема работы, сопоставимого с созданием нового L1.

Чтобы решить эту проблему, была предложена концепция базовых предварительных подтверждений (Based preconfirmations). Этот метод использует сложность предложителей Эфира, побуждая их предоставлять услуги предварительного подтверждения через механизмы стимулирования. Пользователи могут платить дополнительную плату, чтобы получить мгновенную гарантию того, что транзакция будет включена в следующий блок.

Будущие перспективы: Архитектура Epoch-Slot

Учитывая окончательность одиночного слота и механизм предварительного подтверждения, в будущем Ethereum может использовать архитектуру epoch-slot:

• Использовать технологии, подобные Orbit, для уменьшения числа валидаторов в каждом слоте
• Время слота может быть увеличено до 16 секунд
• Обеспечьте более быстрое подтверждение пользователей в сочетании с предварительным подтверждением rollup или базовым предварительным подтверждением.

Эта архитектура трудно избежать, в первую очередь потому, что достижение приблизительного консенсуса занимает меньше времени, чем достижение полной экономической окончательности. К факторам, влияющим на это, относятся количество участвующих узлов и "качество" узлов.

Выбор стратегии L2

В настоящее время проекты L2 могут применять три стратегии:

1. Полностью основано на технологии и ценностях Ethereum
2. В качестве "сервера с блокчейн-защитой", объединяющего централизованную эффективность и децентрализованную безопасность
3. Компромиссное решение: создание быстрой цепи, состоящей примерно из ста узлов, с одновременным использованием Эфира для обеспечения дополнительной совместимости и безопасности.

Для различных сценариев применения требования к времени подтверждения также различаются. Ключ в будущем заключается в исследовании способов оптимизации родной архитектуры эпохи-слота Ethereum и сложности блок-претендентов.

С учетом постоянного развития технологий, мы надеемся предоставить пользователям L1 и L2 более качественный опыт, одновременно упрощая работу разработчиков L2. Постоянные исследования и инновации откроют больше возможностей для экосистемы Ethereum.