探索更快的以太坊交易确认时间

快速的交易确认时间是优质区块链用户体验的重要组成部分。近年来，以太坊在这方面取得了显著进步。目前，用户在L1上发送的交易通常可以在5-20秒内确认，这与使用信用卡支付的体验相当。然而，进一步改善用户体验仍有价值，某些应用甚至需要亚秒级的延迟。本文将探讨以太坊改进交易确认时间的一些可行选项。

现有技术概述

单槽最终性

以太坊当前的Gasper共识采用槽和epoch的架构。每12秒一个槽，部分验证者对链头进行投票，32个槽（6.4分钟）内所有验证者都有机会投票一次。这些投票被解释为类PBFT共识算法中的消息，两个epoch（12.8分钟）后提供强经济保证的最终性。

近年来，这种方法的缺点日益凸显：复杂性高，且12.8分钟的最终确认时间过长。单槽最终性（SSF）通过类Tendermint机制取代了这种架构，块N在块N+1生成前就被最终确定。SSF保留了"非活跃泄漏"机制，允许在超过1/3验证者离线时链继续运行并恢复。

SSF的主要挑战是每个质押者每12秒需发布两条消息，对链造成较大负载。尽管有一些缓解方案，如Orbit SSF提案，但用户仍需等待5-20秒。

Rollup预确认

以太坊采用以rollup为中心的路线图，L1提供数据可用性和核心功能，L2协议（如rollups、validiums和plasmas）在此基础上为用户提供大规模服务。L2希望为用户提供更快的确认时间。

理论上，L2可以创建自己的"去中心化排序器"网络，每几百毫秒就为区块签名一次。然而，要求所有L2都进行去中心化排序似乎不太公平，因为这相当于创建一个全新的L1。

基础预确认

基础预确认假设以太坊提议者是复杂的MEV参与者，通过激励他们接受提供预确认服务的责任来利用这种复杂性。该方法创建一个标准化协议，用户可以提供额外费用以获得交易包含在下一个区块中的即时保证。如果提议者违反承诺，他们将被罚没。

这种机制可以为L1交易和基于的L2区块提供预确认。

未来展望

假设实现了单槽最终性，并使用类Orbit技术减少每槽签署的验证者数量，同时降低质押门槛。槽时长可能增加到16秒，并结合rollup预确认或基础预确认为用户提供更快确认。这将形成一个新的epoch-slot架构。

epoch-slot架构难以避免的原因在于，达成大致一致所需时间比达成最大程度"经济最终性"协议更短。这涉及节点数量和节点"质量"等因素。

对于L2，目前有三种合理策略：

1. 技术上和精神上都"基于"以太坊，优化其基础层属性和价值观。
2. 成为"带区块链脚手架的服务器"，充分利用服务器效率。
3. 折衷方案：拥有约百个节点的快速链，以太坊提供额外的互操作性和安全性。

关键问题是以太坊原生的epoch-slot架构能做到多好。如果能降低到1秒的slot时间，第三种策略的空间将大大缩小。

目前，我们离这些问题的最终答案还很远。区块提议者的复杂程度仍存在不确定性。像Orbit SSF这样的新颖设计为进一步探索提供了机会。选项越多，我们就能为L1和L2用户提供更好的服务，并简化L2开发人员的工作。