區塊鏈交易確認速度的未來：探索更快的用戶體驗

區塊鏈用戶體驗的一個關鍵因素是交易確認時間。以太坊在這方面已經取得了顯著進步。目前，L1上的交易通常能在5-20秒內得到確認，這與信用卡支付的體驗相當。然而，進一步縮短確認時間仍然很有價值，某些應用甚至需要亞秒級的響應速度。本文將探討以太坊改善交易確認時間的一些可行方案。

現有技術和想法概述

單槽最終性

以太坊當前使用的Gasper共識機制基於槽和週期的結構。每12秒一個槽，驗證者輪流對鏈頭進行投票。經過兩個週期（12.8分鍾）後，交易獲得強有力的經濟保證，即所謂的"最終性"。

這種方法存在兩個主要問題：一是復雜性高，二是最終確認時間過長。爲解決這些問題，提出了單槽最終性（SSF）的概念，它採用類似Tendermint的共識機制，每個區塊在下一個區塊生成前就能達成最終確認。

SSF的主要挑戰在於，它要求每個質押者每12秒發布兩條消息，這對網路造成很大負擔。雖然有一些創新方案如Orbit SSF試圖緩解這個問題，但用戶仍需等待5-20秒才能確認交易。

Rollup預確認

以太坊一直在推進以rollup爲中心的發展路線，設計L1層以支持數據可用性和其他功能，供L2協議使用。這種策略導致了關注點的分離：L1專注於抗審查、可靠性和核心功能，而L2則致力於通過不同的技術和文化直接服務用戶。

理論上，L2可以創建自己的"去中心化排序器"網路，由一小羣驗證者每幾百毫秒簽署一次區塊。但這要求L2做與創建全新L1幾乎相同的工作，因此有人提出了一種讓所有L2共享預確認機制的方案：基礎預確認。

基礎預確認

這種方法假設以太坊提議者是復雜的MEV參與者，通過激勵他們提供預確認服務來利用這種復雜性。它創建了一個標準協議，用戶可以支付額外費用以獲得交易被包含在下一個區塊的即時保證。如果提議者違反承諾，將面臨懲罰。

未來的展望

假設我們實現了單槽最終性，並使用類似Orbit的技術減少每個槽的驗證者數量，同時也降低質押門檻。槽時間可能會增加到16秒，然後我們使用rollup預確認或基礎預確認爲用戶提供更快的確認。這樣我們就得到了一個新的epoch-slot架構。

這種架構之所以難以避免，是因爲就某事達成大致共識所需的時間，遠少於達成最大程度"經濟最終性"所需的時間。原因包括參與節點數量的差異，以及節點質量的考慮。

L2的策略選擇

L2目前有三種合理的策略：

1. 在技術和理念上完全基於以太坊，優化其基礎層屬性和價值觀。
2. 成爲"帶區塊鏈腳手架的服務器"，充分利用中心化服務器的效率。
3. 折衷方案：建立一個由約百個節點組成的快速鏈，同時利用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，這三種策略各有優勢。關鍵問題在於，我們能在第一種策略中做到多好？如果能將slot時間縮短到1秒，第三種策略的空間就會大大縮小。

目前，我們距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很大不確定性。像Orbit SSF這樣的新穎設計爲我們提供了更多探索空間。我們掌握的選項越多，就能爲L1和L2用戶提供更好的體驗，同時簡化L2開發者的工作。