以太坊交易確認速度提升方案探討

隨着以太坊的不斷發展，交易確認時間已經從幾年前的數分鍾縮短到現在的5-20秒。這在很大程度上得益於EIP-1559的實施和以太坊向權益證明機制的轉變。然而，爲了進一步改善用戶體驗，特別是對於要求亞秒級延遲的應用場景，我們仍需探索更多可能性。

現有技術概述

單槽最終性

當前以太坊採用的Gasper共識機制基於槽和週期的架構。每12秒一個槽，驗證者輪流對鏈頭進行投票。經過兩個週期（約12.8分鍾）後，交易才能達到最終確認狀態。這種方法存在復雜性高和確認時間長的問題。

單槽最終性（SSF）提議採用類似Tendermint的共識機制，使得每個區塊在下一個區塊生成前就能被最終確認。不過，這種方法也面臨着每12秒需要所有質押者發布兩條消息的挑戰，可能會給網路帶來巨大負擔。

Rollup預確認

隨着以太坊向以rollup爲中心的路線圖發展，L2解決方案需要爲用戶提供更快的交易確認體驗。理論上，L2可以建立自己的去中心化排序器網路，每幾百毫秒就爲區塊籤名一次。但這要求L2承擔與創建新的L1幾乎相同的工作量，實際進展較慢。

基礎預確認

基礎預確認方案利用以太坊提議者的復雜性，創建一個標準化協議。用戶可以通過支付額外費用，獲得交易將被包含在下一個區塊中的即時保證。如果提議者違反承諾，將面臨懲罰。這種機制不僅適用於L1交易，也可爲L2提供預確認服務。

未來發展方向

綜合考慮上述方案，我們可能會看到一個結合了單槽最終性和預確認機制的epoch-slot架構：

1. 實現單槽最終性，可能將槽時間延長到16秒。
2. 採用類似Orbit的技術減少每個槽的驗證者數量。
3. 使用rollup預確認或基礎預確認爲用戶提供更快的確認。

這種架構之所以難以避免，是因爲就某件事達成大致一致所需的時間，比達成最大程度的"經濟最終性"要少得多。影響因素包括參與節點數量和節點"質量"。

L2的發展策略

L2目前有三種主要發展策略：

1. 完全基於以太坊，優化其技術屬性和價值觀。
2. 作爲"帶區塊鏈腳手架的服務器"，充分利用中心化效率。
3. 折中方案：建立一個由約百個節點組成的快速鏈，同時依賴以太坊提供額外的互操作性和安全性。

對於不同的應用場景，這些策略各有優勢。未來的關鍵在於探索如何在以太坊原生的epoch-and-slot架構中實現更短的slot時間，以及區塊提議者的復雜程度。

隨着技術的不斷創新，我們有望爲L1和L2用戶提供更好的體驗，同時簡化L2開發者的工作。持續探索和優化這些方案，將是推動以太坊生態系統發展的重要動力。