探討以太坊提升交易確認速度的可行方案

區塊鏈用戶體驗的一個重要指標是交易確認時間。近年來，以太坊在這方面取得了顯著進步。目前，用戶在L1上發送的交易通常可在5-20秒內確認，基本與信用卡支付體驗相當。然而，進一步縮短確認時間仍有價值，某些應用甚至需要亞秒級延遲。本文將探討以太坊改善交易確認時間的幾種可能方案。

現有技術概述

單槽最終性

以太坊當前採用的Gasper共識機制基於槽和週期結構。每12秒爲一個槽，部分驗證者對鏈頭進行投票。在32個槽（6.4分鍾）內，所有驗證者都有機會投票一次。這些投票被解釋爲類PBFT共識算法中的消息，在兩個週期（12.8分鍾）後，提供強經濟保證的最終性。

然而，這種方法存在復雜性和時間過長的問題。單槽最終性（SSF）提出用類似Tendermint的機制替代現有架構，即在生成下一個區塊前完成當前區塊的最終確認。SSF的主要挑戰在於每12秒需要大量消息交互，這對鏈造成較大負擔。盡管有一些緩解方案，如Orbit SSF提案，但用戶仍需等待5-20秒才能確認交易。

Rollup預確認

以太坊一直遵循以rollup爲中心的路線圖，將L1設計爲支持數據可用性和其他功能的基礎層，供L2協議使用。這種分層架構使L1專注於抗審查、可靠性和核心功能改進，而L2則更直接地服務用戶需求。

理論上，L2可以創建自己的"去中心化排序器"網路，每幾百毫秒就爲區塊籤名一次。然而，要求所有L2都實現去中心化排序似乎不太現實。因此，提出了一種讓所有L2和L1共享預確認機制的方案：基礎預確認。

基礎預確認

基礎預確認假設以太坊提議者是復雜的MEV參與者。該方法通過激勵這些提議者提供預確認服務。用戶可以支付額外費用，以獲得交易將被包含在下一個區塊中的即時保證。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，對於"基於"以太坊的rollups，所有L2區塊實際上都是L1交易，因此也可以享受相同的預確認機制。

可能的發展方向

假設實現了單槽最終性，並採用類似Orbit的技術減少每槽簽署的驗證者數量。槽時長可能增加到16秒，同時使用rollup預確認或基礎預確認爲用戶提供更快的確認。這實際上形成了一個新的epoch-slot架構。

epoch-slot架構似乎難以避免，主要原因是達成大致共識所需時間遠少於達成最大程度"經濟最終性"的時間。這涉及節點數量和節點"質量"等因素。

L2的可能策略

L2目前有三種主要策略：

1. 技術和理念上都"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"，充分利用中心化效率同時保留去中心化優勢。
3. 折衷方案：快速鏈與以太坊安全性結合。

對於不同應用，12秒的區塊時間可能已經足夠。對於需要更快確認的應用，唯一解決方案是epoch-slot架構。關鍵問題是以太坊原生的epoch-slot架構能做到多好，這將影響其他方案的發展空間。

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、新技術如Orbit SSF的潛力等都存在不確定性。探索更多設計方案有助於爲L1和L2用戶提供更好的服務，並簡化L2開發者的工作。