Discussão sobre a melhoria da velocidade de confirmação de transações do Ethereum

Com o contínuo desenvolvimento do Ethereum, o tempo de confirmação das transações foi reduzido de vários minutos, há alguns anos, para agora entre 5 a 20 segundos. Isso deve-se em grande parte à implementação do EIP-1559 e à transição do Ethereum para um mecanismo de prova de participação. No entanto, para melhorar ainda mais a experiência do usuário, especialmente em cenários que exigem latências subsegundo, ainda precisamos explorar mais possibilidades.

Visão Geral da Tecnologia Existente

finalização de slot único

O mecanismo de consenso Gasper atualmente adotado pelo Ethereum baseia-se em uma arquitetura de slots e ciclos. A cada 12 segundos, um slot é criado, e os validadores votam alternadamente no cabeçalho da cadeia. Após dois ciclos (cerca de 12,8 minutos), as transações podem atingir o estado de confirmação final. Este método apresenta problemas de alta complexidade e longos tempos de confirmação.

A proposta de Finalidade de Slot Único (SSF) adota um mecanismo de consenso semelhante ao Tendermint, permitindo que cada bloco seja confirmado de forma definitiva antes da geração do próximo bloco. No entanto, este método também enfrenta o desafio de que a cada 12 segundos todos os validadores precisam enviar duas mensagens, o que pode impor um grande fardo à rede.

Pré-confirmação de Rollup

Com o desenvolvimento do roadmap centrado em rollup do Ethereum, as soluções L2 precisam proporcionar aos usuários uma experiência de confirmação de transação mais rápida. Em teoria, L2 pode estabelecer sua própria rede de ordenadores descentralizados, assinando blocos a cada poucas centenas de milissegundos. No entanto, isso exige que L2 assuma uma carga de trabalho quase idêntica à criação de um novo L1, resultando em um progresso real mais lento.

Confirmação Prévia Básica

O esquema de pré-confirmação básica utiliza a complexidade dos proponentes do Ethereum para criar um protocolo padronizado. Os usuários podem obter uma garantia instantânea de que a transação será incluída no próximo bloco ao pagar uma taxa adicional. Se o proponente violar a promessa, enfrentará penalidades. Este mecanismo é aplicável não apenas a transações L1, mas também pode fornecer serviços de pré-confirmação para L2.

Direção de Desenvolvimento Futuro

Considerando todos os planos acima, poderemos ver uma arquitetura epoch-slot que combina a finalização de um único slot e um mecanismo de pré-confirmação:

1. Implementar a finalização de um único slot, podendo prolongar o tempo do slot para 16 segundos.
2. Adotar uma tecnologia semelhante à Orbit para reduzir o número de validadores por slot.
3. Usar rollup pré-confirmação ou pré-confirmação básica para fornecer confirmações mais rápidas aos usuários.

Esta arquitetura é difícil de evitar porque o tempo necessário para alcançar um consenso geral sobre uma determinada questão é muito menor do que o tempo necessário para atingir a "finalidade económica" máxima. Os fatores que influenciam incluem o número de nós participantes e a "qualidade" dos nós.

Estratégia de desenvolvimento da L2

Atualmente, existem três principais estratégias de desenvolvimento para L2:

1. Totalmente baseado no Ethereum, otimizando suas propriedades técnicas e valores.
2. Como "servidor com estrutura de blockchain", aproveite ao máximo a eficiência centralizada.
3. Solução de compromisso: estabelecer uma cadeia rápida composta por cerca de cem nós, enquanto depende do Ethereum para fornecer interoperabilidade e segurança adicionais.

Para diferentes cenários de aplicação, essas estratégias têm suas vantagens. A chave para o futuro está em explorar como implementar tempos de slot mais curtos na arquitetura nativa de epoch-and-slot do Ethereum, bem como a complexidade dos proponentes de bloco.

Com a contínua inovação tecnológica, esperamos oferecer uma melhor experiência para os usuários de L1 e L2, ao mesmo tempo que simplificamos o trabalho dos desenvolvedores de L2. A exploração e otimização contínuas dessas soluções serão um motor importante para o desenvolvimento do ecossistema Ethereum.