Thảo luận về các giải pháp thực tiễn để cải thiện thời gian xác nhận giao dịch Ethereum
Trong những năm gần đây, Ethereum đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong tốc độ xác nhận giao dịch. Nhờ vào EIP-1559 và thời gian tạo khối ổn định sau khi chuyển sang cơ chế PoS, các giao dịch được gửi trên L1 thường có thể được xác nhận trong khoảng 5-20 giây, cơ bản tương đương với trải nghiệm thanh toán bằng thẻ tín dụng. Tuy nhiên, việc nâng cao trải nghiệm người dùng vẫn có giá trị, một số ứng dụng thậm chí yêu cầu thời gian phản hồi dưới một giây. Bài viết này sẽ khám phá một số giải pháp khả thi để Ethereum nâng cao tốc độ xác nhận giao dịch.
Tổng quan về công nghệ hiện có
độ cuối của một khe
Hiện tại, cơ chế đồng thuận Gasper của Ethereum sử dụng cấu trúc khe và chu kỳ. Mỗi 12 giây là một khe, một số xác thực viên sẽ bỏ phiếu cho đầu chuỗi, trong 32 khe (6.4 phút) tất cả xác thực viên có cơ hội bỏ phiếu một lần. Những phiếu bầu này được diễn giải như thông điệp trong thuật toán đồng thuận giống như PBFT, sau hai chu kỳ (12.8 phút), cung cấp tính cuối cùng với đảm bảo kinh tế mạnh mẽ.
Phương pháp này gặp phải hai vấn đề chính: thứ nhất là độ phức tạp cao, có nhiều vấn đề tương tác giữa cơ chế bỏ phiếu theo slot và cơ chế tính cuối theo chu kỳ; thứ hai là thời gian xác nhận cuối cùng 12.8 phút quá dài, không đáp ứng được mong đợi của người dùng.
Độ chắc chắn cuối cùng của một khe (SSF) đã thay thế kiến trúc này thông qua cơ chế tương tự như Tendermint, cho phép khối N đạt được xác nhận cuối cùng trước khi khối N+1 được tạo ra. SSF giữ lại cơ chế "rò rỉ không hoạt động", cho phép chuỗi vẫn có thể tiếp tục hoạt động và phục hồi khi hơn 1/3 các xác thực viên ngoại tuyến.
Thách thức chính của SSF là mỗi người xác thực cần phát hành hai thông điệp mỗi 12 giây, điều này tạo ra gánh nặng lớn cho chuỗi. Mặc dù có một số giải pháp giảm nhẹ, chẳng hạn như đề xuất Orbit SSF gần đây, nhưng người dùng vẫn phải chờ từ 5-20 giây để xác nhận giao dịch.
Xác nhận trước Rollup
Ethereum trong những năm gần đây đã tuân theo lộ trình tập trung vào rollup, thiết kế L1 như một lớp cơ sở để hỗ trợ khả năng sẵn có của dữ liệu và các chức năng khác, phục vụ cho các giao thức L2 (như rollups, validiums và plasmas) để cung cấp dịch vụ với độ an toàn tương đương với Ethereum cho người dùng ở quy mô lớn hơn.
Điều này dẫn đến sự phân tách điểm chú ý trong hệ sinh thái Ethereum: L1 tập trung vào chống kiểm duyệt, độ tin cậy và sự ổn định, cũng như việc duy trì và cải tiến các chức năng cốt lõi; L2 thì phục vụ người dùng một cách trực tiếp hơn thông qua các văn hóa và công nghệ khác nhau. Tuy nhiên, L2 muốn cung cấp cho người dùng thời gian xác nhận nhanh hơn 5-20 giây.
Về lý thuyết, việc tạo ra một mạng lưới xếp hạng phi tập trung là trách nhiệm của L2. Một nhóm nhỏ các xác nhận viên có thể ký tên cho các khối mỗi vài trăm mili giây một lần, và đặt cọc tài sản như một bảo đảm. Các tiêu đề của các khối L2 cuối cùng sẽ được phát hành lên L1.
Tuy nhiên, yêu cầu tất cả các L2 thực hiện sắp xếp phi tập trung dường như không công bằng, điều này tương đương với việc yêu cầu rollup hoàn thành công việc gần như giống hệt như việc tạo ra một L1 hoàn toàn mới. Do đó, một số người đã đề xuất để tất cả các L2 (và L1) chia sẻ một cơ chế xác nhận trước trong phạm vi Ethereum: xác nhận trước cơ bản.
xác nhận trước cơ bản
Phương pháp xác nhận trước cơ bản giả định rằng người đề xuất Ethereum là những người tham gia phức tạp liên quan đến MEV. Nó khai thác sự phức tạp này bằng cách khuyến khích những người đề xuất này chấp nhận trách nhiệm cung cấp dịch vụ xác nhận trước.
Phương pháp này tạo ra một giao thức chuẩn hóa, người dùng có thể trả thêm phí để có được đảm bảo ngay lập tức rằng giao dịch sẽ được đưa vào khối tiếp theo, cũng như cam kết về kết quả thực hiện giao dịch đó. Nếu người đề xuất vi phạm cam kết, họ sẽ phải đối mặt với hình phạt.
Cơ chế này không chỉ áp dụng cho giao dịch L1, đối với các rollups "dựa trên" Ethereum, tất cả các khối L2 thực ra đều là giao dịch L1, vì vậy cơ chế tương tự có thể cung cấp dịch vụ xác nhận trước cho bất kỳ L2 nào.
Kiến trúc có thể trong tương lai
Giả sử chúng ta đã thực hiện tính cuối cùng một khe đơn và sử dụng công nghệ tương tự như Orbit để giảm số lượng người xác thực ký trong mỗi khe, đồng thời duy trì đủ mức độ phi tập trung để giảm ngưỡng đặt cọc. Thời gian khe có thể tăng lên 16 giây, sau đó chúng ta sử dụng xác nhận trước rollup hoặc xác nhận cơ sở để cung cấp cho người dùng xác nhận nhanh hơn. Cuối cùng, chúng ta có được một kiến trúc chu kỳ-khe.
Cấu trúc này khó có thể tránh khỏi vì thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận chung về một vấn đề nào đó ngắn hơn nhiều so với thời gian cần thiết để đạt được "tính kinh tế cuối cùng" tối đa. Nguyên nhân bao gồm:
"Sự đồng thuận gần đúng" chỉ cần một số lượng nhỏ nút, trong khi tính kinh tế cuối cùng cần sự tham gia của đa số nút.
Khi số lượng nút vượt qua một quy mô nhất định, thời gian cần thiết để thu thập chữ ký sẽ tăng lên đáng kể.
Trong Ethereum hiện tại, khung 12 giây được chia thành ba khung con: phát hành và phân phối khối, chứng minh, hợp nhất chứng minh. Nếu giảm đáng kể số lượng người chứng minh, chúng ta có thể giảm xuống còn hai khung con, đạt được thời gian khung 8 giây. Nếu chúng ta có thể dựa vào một tập hợp nút chuyên biệt để đạt được thỏa thuận gần đúng (trong khi vẫn sử dụng tập hợp người xác thực đầy đủ để xác định tính cuối cùng), thậm chí có thể rút ngắn thời gian xuống còn khoảng 2 giây.
Do đó, kiến trúc chu kỳ - khe dường như là điều không thể tránh khỏi, nhưng có sự khác biệt giữa các triển khai khác nhau. Một hướng đáng khám phá là thiết lập sự tách biệt mạnh mẽ hơn giữa hai cơ chế, thay vì liên kết chặt chẽ như Gasper.
Lựa chọn chiến lược L2
L2 hiện tại có ba chiến lược hợp lý:
Về mặt công nghệ và ý tưởng đều "dựa trên" Ethereum. Những rollup này có thể được coi là "phân đoạn thương hiệu", và cũng có thể thực hiện nhiều thí nghiệm lớn trên thiết kế máy ảo mới và các cải tiến công nghệ khác.
Trở thành "máy chủ có khung công tác blockchain". Bằng cách thêm chứng minh hiệu lực STARK, đảm bảo quyền rút lui của người dùng, hỗ trợ lựa chọn tập thể và các phương thức khác, có được hầu hết lợi ích của việc lên chuỗi, đồng thời giữ lại lợi thế về hiệu suất của máy chủ.
Phương pháp thỏa hiệp: Xây dựng một chuỗi nhanh với một trăm nút, đồng thời sử dụng Ethereum để cung cấp thêm khả năng tương tác và bảo mật. Đây là lộ trình thực tế của nhiều dự án L2 hiện nay.
Đối với một số ứng dụng (như ENS, lưu trữ khóa, một số giao thức thanh toán), thời gian khối 12 giây là đủ. Đối với các ứng dụng khác, giải pháp duy nhất là kiến trúc chu kỳ - khe. Trong kiến trúc này, "chu kỳ" là SSF của Ethereum, trong khi "khe" khác nhau trong các trường hợp khác nhau:
Kiến trúc chu kỳ-slot gốc của Ethereum
Xác nhận trước máy chủ
Ủy ban xác nhận trước
Vấn đề chính là phương án đầu tiên có thể đạt được bao nhiêu. Nếu nó hoạt động xuất sắc, ý nghĩa của phương án thứ ba sẽ giảm sút. Phương án thứ hai sẽ luôn tồn tại, bởi vì tất cả các "dựa trên" Ethereum đều không phù hợp với các dữ liệu chuỗi ngoài như plasmas và validiums ở L2. Nếu kiến trúc chu kỳ-slot gốc của Ethereum có thể giảm thời gian slot xuống còn 1 giây, không gian của phương án thứ ba sẽ bị thu hẹp đáng kể.
Hiện tại, chúng ta còn rất xa mới có được câu trả lời cuối cùng cho những vấn đề này. Một sự không chắc chắn quan trọng là mức độ phức tạp của người đề xuất khối sẽ tăng lên như thế nào. Những thiết kế mới như Orbit SSF cung cấp cho chúng ta nhiều không gian để khám phá hơn, chẳng hạn như sử dụng Orbit SSF như một chu kỳ trong kiến trúc chu kỳ-khe. Càng nhiều tùy chọn mà chúng ta có, chúng ta càng có thể phục vụ tốt hơn cho người dùng L1 và L2, đồng thời đơn giản hóa công việc cho các nhà phát triển L2.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
16 thích
Phần thưởng
16
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
¯\_(ツ)_/¯
· 11giờ trước
Tốc độ này còn không bằng pow sao?
Xem bản gốcTrả lời0
LightningAllInHero
· 08-02 19:40
Lại đang lộn xộn xác nhận tốc độ... không có tác dụng gì
Xem bản gốcTrả lời0
rekt_but_resilient
· 08-02 19:33
L2 là để nhanh hơn mà.
Xem bản gốcTrả lời0
ValidatorViking
· 08-02 19:30
những thời gian hoàn tất này vẫn làm ragnarök trông nhanh... hạ tầng node cần được thử nghiệm nghiêm túc trước khi có bất kỳ điều chỉnh đồng thuận nào đẹp đẽ, thật lòng mà nói
Giải pháp tăng tốc xác nhận giao dịch Ethereum: Thảo luận toàn diện từ SSF đến xác nhận trước L2
Thảo luận về các giải pháp thực tiễn để cải thiện thời gian xác nhận giao dịch Ethereum
Trong những năm gần đây, Ethereum đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong tốc độ xác nhận giao dịch. Nhờ vào EIP-1559 và thời gian tạo khối ổn định sau khi chuyển sang cơ chế PoS, các giao dịch được gửi trên L1 thường có thể được xác nhận trong khoảng 5-20 giây, cơ bản tương đương với trải nghiệm thanh toán bằng thẻ tín dụng. Tuy nhiên, việc nâng cao trải nghiệm người dùng vẫn có giá trị, một số ứng dụng thậm chí yêu cầu thời gian phản hồi dưới một giây. Bài viết này sẽ khám phá một số giải pháp khả thi để Ethereum nâng cao tốc độ xác nhận giao dịch.
Tổng quan về công nghệ hiện có
độ cuối của một khe
Hiện tại, cơ chế đồng thuận Gasper của Ethereum sử dụng cấu trúc khe và chu kỳ. Mỗi 12 giây là một khe, một số xác thực viên sẽ bỏ phiếu cho đầu chuỗi, trong 32 khe (6.4 phút) tất cả xác thực viên có cơ hội bỏ phiếu một lần. Những phiếu bầu này được diễn giải như thông điệp trong thuật toán đồng thuận giống như PBFT, sau hai chu kỳ (12.8 phút), cung cấp tính cuối cùng với đảm bảo kinh tế mạnh mẽ.
Phương pháp này gặp phải hai vấn đề chính: thứ nhất là độ phức tạp cao, có nhiều vấn đề tương tác giữa cơ chế bỏ phiếu theo slot và cơ chế tính cuối theo chu kỳ; thứ hai là thời gian xác nhận cuối cùng 12.8 phút quá dài, không đáp ứng được mong đợi của người dùng.
Độ chắc chắn cuối cùng của một khe (SSF) đã thay thế kiến trúc này thông qua cơ chế tương tự như Tendermint, cho phép khối N đạt được xác nhận cuối cùng trước khi khối N+1 được tạo ra. SSF giữ lại cơ chế "rò rỉ không hoạt động", cho phép chuỗi vẫn có thể tiếp tục hoạt động và phục hồi khi hơn 1/3 các xác thực viên ngoại tuyến.
Thách thức chính của SSF là mỗi người xác thực cần phát hành hai thông điệp mỗi 12 giây, điều này tạo ra gánh nặng lớn cho chuỗi. Mặc dù có một số giải pháp giảm nhẹ, chẳng hạn như đề xuất Orbit SSF gần đây, nhưng người dùng vẫn phải chờ từ 5-20 giây để xác nhận giao dịch.
Xác nhận trước Rollup
Ethereum trong những năm gần đây đã tuân theo lộ trình tập trung vào rollup, thiết kế L1 như một lớp cơ sở để hỗ trợ khả năng sẵn có của dữ liệu và các chức năng khác, phục vụ cho các giao thức L2 (như rollups, validiums và plasmas) để cung cấp dịch vụ với độ an toàn tương đương với Ethereum cho người dùng ở quy mô lớn hơn.
Điều này dẫn đến sự phân tách điểm chú ý trong hệ sinh thái Ethereum: L1 tập trung vào chống kiểm duyệt, độ tin cậy và sự ổn định, cũng như việc duy trì và cải tiến các chức năng cốt lõi; L2 thì phục vụ người dùng một cách trực tiếp hơn thông qua các văn hóa và công nghệ khác nhau. Tuy nhiên, L2 muốn cung cấp cho người dùng thời gian xác nhận nhanh hơn 5-20 giây.
Về lý thuyết, việc tạo ra một mạng lưới xếp hạng phi tập trung là trách nhiệm của L2. Một nhóm nhỏ các xác nhận viên có thể ký tên cho các khối mỗi vài trăm mili giây một lần, và đặt cọc tài sản như một bảo đảm. Các tiêu đề của các khối L2 cuối cùng sẽ được phát hành lên L1.
Tuy nhiên, yêu cầu tất cả các L2 thực hiện sắp xếp phi tập trung dường như không công bằng, điều này tương đương với việc yêu cầu rollup hoàn thành công việc gần như giống hệt như việc tạo ra một L1 hoàn toàn mới. Do đó, một số người đã đề xuất để tất cả các L2 (và L1) chia sẻ một cơ chế xác nhận trước trong phạm vi Ethereum: xác nhận trước cơ bản.
xác nhận trước cơ bản
Phương pháp xác nhận trước cơ bản giả định rằng người đề xuất Ethereum là những người tham gia phức tạp liên quan đến MEV. Nó khai thác sự phức tạp này bằng cách khuyến khích những người đề xuất này chấp nhận trách nhiệm cung cấp dịch vụ xác nhận trước.
Phương pháp này tạo ra một giao thức chuẩn hóa, người dùng có thể trả thêm phí để có được đảm bảo ngay lập tức rằng giao dịch sẽ được đưa vào khối tiếp theo, cũng như cam kết về kết quả thực hiện giao dịch đó. Nếu người đề xuất vi phạm cam kết, họ sẽ phải đối mặt với hình phạt.
Cơ chế này không chỉ áp dụng cho giao dịch L1, đối với các rollups "dựa trên" Ethereum, tất cả các khối L2 thực ra đều là giao dịch L1, vì vậy cơ chế tương tự có thể cung cấp dịch vụ xác nhận trước cho bất kỳ L2 nào.
Kiến trúc có thể trong tương lai
Giả sử chúng ta đã thực hiện tính cuối cùng một khe đơn và sử dụng công nghệ tương tự như Orbit để giảm số lượng người xác thực ký trong mỗi khe, đồng thời duy trì đủ mức độ phi tập trung để giảm ngưỡng đặt cọc. Thời gian khe có thể tăng lên 16 giây, sau đó chúng ta sử dụng xác nhận trước rollup hoặc xác nhận cơ sở để cung cấp cho người dùng xác nhận nhanh hơn. Cuối cùng, chúng ta có được một kiến trúc chu kỳ-khe.
Cấu trúc này khó có thể tránh khỏi vì thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận chung về một vấn đề nào đó ngắn hơn nhiều so với thời gian cần thiết để đạt được "tính kinh tế cuối cùng" tối đa. Nguyên nhân bao gồm:
Trong Ethereum hiện tại, khung 12 giây được chia thành ba khung con: phát hành và phân phối khối, chứng minh, hợp nhất chứng minh. Nếu giảm đáng kể số lượng người chứng minh, chúng ta có thể giảm xuống còn hai khung con, đạt được thời gian khung 8 giây. Nếu chúng ta có thể dựa vào một tập hợp nút chuyên biệt để đạt được thỏa thuận gần đúng (trong khi vẫn sử dụng tập hợp người xác thực đầy đủ để xác định tính cuối cùng), thậm chí có thể rút ngắn thời gian xuống còn khoảng 2 giây.
Do đó, kiến trúc chu kỳ - khe dường như là điều không thể tránh khỏi, nhưng có sự khác biệt giữa các triển khai khác nhau. Một hướng đáng khám phá là thiết lập sự tách biệt mạnh mẽ hơn giữa hai cơ chế, thay vì liên kết chặt chẽ như Gasper.
Lựa chọn chiến lược L2
L2 hiện tại có ba chiến lược hợp lý:
Về mặt công nghệ và ý tưởng đều "dựa trên" Ethereum. Những rollup này có thể được coi là "phân đoạn thương hiệu", và cũng có thể thực hiện nhiều thí nghiệm lớn trên thiết kế máy ảo mới và các cải tiến công nghệ khác.
Trở thành "máy chủ có khung công tác blockchain". Bằng cách thêm chứng minh hiệu lực STARK, đảm bảo quyền rút lui của người dùng, hỗ trợ lựa chọn tập thể và các phương thức khác, có được hầu hết lợi ích của việc lên chuỗi, đồng thời giữ lại lợi thế về hiệu suất của máy chủ.
Phương pháp thỏa hiệp: Xây dựng một chuỗi nhanh với một trăm nút, đồng thời sử dụng Ethereum để cung cấp thêm khả năng tương tác và bảo mật. Đây là lộ trình thực tế của nhiều dự án L2 hiện nay.
Đối với một số ứng dụng (như ENS, lưu trữ khóa, một số giao thức thanh toán), thời gian khối 12 giây là đủ. Đối với các ứng dụng khác, giải pháp duy nhất là kiến trúc chu kỳ - khe. Trong kiến trúc này, "chu kỳ" là SSF của Ethereum, trong khi "khe" khác nhau trong các trường hợp khác nhau:
Vấn đề chính là phương án đầu tiên có thể đạt được bao nhiêu. Nếu nó hoạt động xuất sắc, ý nghĩa của phương án thứ ba sẽ giảm sút. Phương án thứ hai sẽ luôn tồn tại, bởi vì tất cả các "dựa trên" Ethereum đều không phù hợp với các dữ liệu chuỗi ngoài như plasmas và validiums ở L2. Nếu kiến trúc chu kỳ-slot gốc của Ethereum có thể giảm thời gian slot xuống còn 1 giây, không gian của phương án thứ ba sẽ bị thu hẹp đáng kể.
Hiện tại, chúng ta còn rất xa mới có được câu trả lời cuối cùng cho những vấn đề này. Một sự không chắc chắn quan trọng là mức độ phức tạp của người đề xuất khối sẽ tăng lên như thế nào. Những thiết kế mới như Orbit SSF cung cấp cho chúng ta nhiều không gian để khám phá hơn, chẳng hạn như sử dụng Orbit SSF như một chu kỳ trong kiến trúc chu kỳ-khe. Càng nhiều tùy chọn mà chúng ta có, chúng ta càng có thể phục vụ tốt hơn cho người dùng L1 và L2, đồng thời đơn giản hóa công việc cho các nhà phát triển L2.