爲ETH提供更快交易確認時間，提升用戶體驗

快速的交易確認時間是良好區塊鏈用戶體驗的重要特徵之一。近年來，以太坊在這方面取得了顯著進展。得益於EIP-1559和轉向PoS後穩定的出塊時間，用戶在L1上發送的交易通常可以在5-20秒內確認，基本與信用卡支付的體驗相當。然而，進一步改善用戶體驗仍有價值，某些應用甚至要求亞秒級的延遲。本文將探討以太坊在改進交易確認時間方面的一些可行選項。

現有技術概述

單槽最終性

目前，以太坊的Gasper共識採用槽和紀元的架構。每12秒一個槽，部分驗證者對鏈頭進行投票，32個槽（6.4分鍾）內所有驗證者都有機會投票一次。這些投票被重新解釋爲類似PBFT共識算法中的消息，兩個紀元（12.8分鍾）後，提供一種稱爲最終性的強經濟保證。

近年來，這種方法越來越不受歡迎，主要有兩個原因：首先，它過於復雜，槽對槽投票機制和紀元對紀元最終性機制之間存在諸多交互問題；其次，12.8分鍾的等待時間太長。

單槽最終性（SSF）通過類似Tendermint的機制取代了這種架構，其中區塊N在區塊N+1生成前就被最終確定。與Tendermint的主要區別是保留了"非活躍泄漏"機制，允許鏈在超過1/3驗證者離線時繼續運行並恢復。

SSF的主要挑戰是每個質押者每12秒需要發布兩條消息，這對鏈是很大的負擔。雖然有一些創新想法如Orbit SSF可以緩解這個問題，但用戶仍需等待5-20秒。

Rollup預確認

以太坊一直遵循以rollup爲中心的路線圖，設計基礎層（L1）以支持數據可用性和其他功能，供L2協議使用。這在生態系統內造成了關注點分離：L1專注於抗審查、可靠性和穩定性，而L2則更直接地面向用戶。

理論上，創建去中心化排序器網路是L2的責任。一小羣驗證者可能每幾百毫秒就爲區塊籤名一次，並在這些區塊後投入質押資產。這些L2區塊的頭文件最終會發布到L1。

然而，要求所有L2都進行去中心化排序似乎不太公平，這相當於要求rollup完成與創建全新L1幾乎相同的工作。因此，有人提出讓所有L2（以及L1）使用以太坊範圍內共享的預確認機制：基礎預確認。

基礎預確認

基礎預確認方法假設以太坊提議者是與MEV相關的高度復雜參與者。它通過激勵這些提議者接受提供預確認服務的責任來利用這種復雜性。

該方法創建一個標準化協議，用戶可以提供額外費用以獲得交易將被包含在下一個區塊中的即時保證，以及對執行該交易結果的聲明。如果提議者違反承諾，他們可能被罰沒。

這種機制不僅爲L1交易提供保證，對於"基於"的rollups，所有L2區塊都是L1交易，因此也可以爲任何L2提供預確認。

未來展望

假設實現了單槽最終性，使用類似Orbit的技術減少每個槽簽署的驗證者數量，同時也在降低32 ETH質押最低限度方面取得進展。槽時長可能增加到16秒，然後使用rollup預確認或基礎預確認爲用戶提供更快的確認。最終我們得到了一個新的紀元-槽架構。

這種架構似乎難以避免，因爲就某事達成大致一致所需的時間比達成最大程度"經濟最終性"的時間更短。原因包括節點數量和節點"質量"。如果可以依靠專業化的節點子集達成近似協議（仍使用完整驗證器集確定最終性），我們可以將確認時間降至約2秒。

因此，探索設計空間仍有價值，特別是在兩種機制之間有更強關注點分離的方向。

L2的策略選擇

L2目前有三種合理策略：

1. 在技術和理念上都"基於"以太坊，優化其基礎層技術屬性和價值觀。
2. 成爲"帶區塊鏈腳手架的服務器"，充分利用服務器效率和區塊鏈安全性。
3. 折衷方法：擁有約百個節點的快速鏈，以太坊提供額外的互操作性和安全性。

對於某些應用，12秒區塊時間已經足夠。對於其他應用，唯一的解決方案是紀元-槽架構。關鍵問題是以太坊原生的紀元-槽架構能做到多好？如果它能降低到1秒的槽時間，那麼第三種策略的空間就會變得很小。

目前，我們離這些問題的最終答案還很遠。區塊提議者的復雜程度仍存在不確定性，像Orbit SSF這樣的新設計也值得進一步探索。我們擁有的選項越多，就能爲L1和L2用戶提供更好的服務，並簡化L2開發人員的工作。