Для ETH забезпечити швидший час підтвердження транзакцій, покращити досвід користувачів

Швидкий час підтвердження транзакцій є однією з важливих характеристик хорошого досвіду користування блокчейном. В останні роки Ethereum досяг значного прогресу в цьому відношенні. Завдяки EIP-1559 та стабільному часу блоку після переходу на PoS, транзакції, що надсилаються користувачами на L1, зазвичай можуть бути підтверджені за 5-20 секунд, що в основному відповідає досвіду оплати кредитною карткою. Однак подальше покращення досвіду користувачів все ще має цінність, деякі застосунки навіть вимагають підсистеми з затримкою менше ніж за секунду. У цій статті буде розглянуто деякі здійсненні варіанти покращення часу підтвердження транзакцій в Ethereum.

Огляд існуючих технологій

односолодова остаточність

Наразі консенсус Gasper в Ethereum використовує архітектуру слотів і епох. Кожні 12 секунд відбувається один слот, частина валідаторів голосує за голівку ланцюга, і протягом 32 слотів (6.4 хвилини) всі валідатори мають можливість проголосувати один раз. Ці голоси переосмислюються як повідомлення, подібні до алгоритму консенсусу PBFT, і через два епохи (12.8 хвилин) забезпечують сильну економічну гарантію, відому як фіналізація.

Останнім часом цей підхід стає все менш популярним, і на це є дві основні причини: по-перше, він занадто складний, між механізмом голосування «слот до слота» і механізмом остаточності «епоха до епохи» існує безліч взаємодій; по-друге, час очікування в 12,8 хвилин занадто довгий.

Остаточність односекційного (SSF) була замінена цією архітектурою за допомогою механізму, схожого на Tendermint, де блок N остаточно затверджується до генерації блоку N+1. Головна відмінність від Tendermint полягає в збереженні механізму "неактивного витоку", що дозволяє мережі продовжувати працювати та відновлюватися, якщо більше 1/3 валідаторів знаходиться в офлайні.

Основним викликом SSF є те, що кожен стейкер повинен публікувати два повідомлення кожні 12 секунд, що є великою负担ом для ланцюга. Хоча є деякі інноваційні ідеї, такі як Orbit SSF, які можуть полегшити цю проблему, користувачам все ще потрібно чекати від 5 до 20 секунд.

Попереднє підтвердження Rollup

Ethereum завжди дотримувався дорожньої карти, зосередженої на rollup, проектуючи базовий рівень (L1) для підтримки доступності даних та інших функцій для використання протоколами L2. Це створює розподіл уваги в екосистемі: L1 зосереджується на антицензурі, надійності та стабільності, тоді як L2 більш безпосередньо націлений на користувачів.

Теоретично, створення децентралізованої мережі сортувальників є відповідальністю L2. Невелика група валідаторів може підписувати блоки кожні кілька сотень мілісекунд та вкладати заставлені активи в ці блоки. Заголовки цих L2 блоків врешті-решт будуть опубліковані на L1.

Однак вимога до всіх L2 проводити децентралізований порядок здається дещо несправедливою, це фактично дорівнює вимозі до rollup виконати роботу, майже ідентичну створенню абсолютно нового L1. Тому було запропоновано, щоб всі L2 (а також L1) використовували базовий механізм попереднього підтвердження, спільний у межах Ethereum.

базове попереднє підтвердження

Базовий метод попереднього підтвердження припускає, що пропоненти Ethereum є надзвичайно складними учасниками, пов'язаними з MEV. Він використовує цю складність, заохочуючи цих пропонентів взяти на себе відповідальність за надання послуг попереднього підтвердження.

Цей метод створює стандартизований протокол, за яким користувачі можуть надавати додаткову плату, щоб отримати миттєву гарантію того, що угода буде включена в наступний блок, а також заяву про результати виконання цієї угоди. Якщо пропонент порушує зобов'язання, його можуть конфіскувати.

Цей механізм не тільки забезпечує гарантії для L1-транзакцій, але й для "базованих" на роллапах, всі L2-блоки є L1-транзакціями, отже, він також може надати попереднє підтвердження для будь-якого L2.

Перспективи на майбутнє

Припустимо, що була досягнута однослотова остаточність, використовуючи технології, подібні до Orbit, для зменшення кількості валідаторів, що підписують кожен слот, одночасно досягаючи прогресу у зниженні мінімальної застави до 32 ETH. Час слоту може зрости до 16 секунд, а потім використовувати попереднє підтвердження rollup або базове попереднє підтвердження для надання користувачам швидшого підтвердження. Врешті-решт, ми отримали нову еру - архітектуру слотів.

Ця архітектура, здається, неминуча, оскільки час, необхідний для досягнення приблизної згоди з приводу чогось, коротший, ніж час, потрібний для досягнення максимальної "економічної остаточності". Причини включають кількість вузлів і "якість" вузлів. Якщо можна покладатися на спеціалізовану підмножину вузлів для досягнення приблизного консенсусу (все ще використовуючи повний набір валідаторів для визначення остаточності), ми можемо зменшити час підтвердження до приблизно 2 секунд.

Отже, дослідження простору дизайну все ще має цінність, особливо в напрямку, де між двома механізмами є більш сильне розмежування уваги.

Вибір стратегії L2

В L2 наразі існує три розумні стратегії:

1. Технічно та концептуально "базується" на ETH, оптимізуючи його базові технологічні властивості та цінності.
2. Стати "сервером з блокчейн-скелетом", максимально використовуючи ефективність сервера та безпеку блокчейну.
3. Компромісний метод: швидкий ланцюг з приблизно сотнею вузлів, Ethereum забезпечує додаткову міжоперабельність та безпеку.

Для деяких застосувань 12-секундна блокчейн-часу вже достатньо. Для інших застосувань єдиним рішенням є архітектура епохи-слотів. Ключове питання полягає в тому, наскільки добре оригінальна архітектура епохи-слотів Ethereum зможе впоратися. Якщо вона зможе знизити час слоту до 1 секунди, то простір для третьої стратегії стане дуже маленьким.

На даний момент ми ще далекі від остаточних відповідей на ці питання. Складність пропозицій блоків все ще є невизначеною, і нові проекти, такі як Orbit SSF, також заслуговують на подальше дослідження. Чим більше у нас є варіантів, тим краще ми можемо обслуговувати користувачів L1 і L2 та спростити роботу розробників L2.