Teruskan Judul Asli ‘Epochs dan slot sampai ke bawah: cara memberikan waktu konfirmasi transaksi yang lebih cepat kepada pengguna Ethereum’

Salah satu sifat penting dari pengalaman pengguna blockchain yang baik adalah waktu konfirmasi transaksi yang cepat. Saat ini, Ethereum sudah mengalami banyak peningkatan dibandingkan dengan lima tahun yang lalu. Berkat kombinasi dari EIP-1559dan waktu blok yang stabil setelahpenggabungan, transaksi yang dikirim oleh pengguna pada L1 dapat dikonfirmasi dengan handal dalam waktu 5-20 detik. Ini kurang lebih sebanding dengan pengalaman membayar dengan kartu kredit. Namun, terdapat nilai tambah dalam meningkatkan pengalaman pengguna lebih lanjut, dan ada beberapa aplikasi yang membutuhkan latensi dalam hitungan ratusan milidetik atau bahkan lebih cepat. Posting ini akan membahas beberapa opsi praktis yang dimiliki Ethereum.

Gambaran tentang gagasan dan teknik yang ada

Finalitas slot tunggal

Hari ini, Ethereum Gasperkonsensus menggunakan arsitektur slot dan epoch. Setiap slot 12 detik, sebagian validator mempublikasikan suara pada ujung rantai, dan selama 32 slot (6,4 menit), semua validator memiliki kesempatan untuk memberikan suara sekali. Suara ini kemudian diinterpretasikan ulang sebagai pesan dalam suatu konteks yang kabur.Mirip PBFTalgoritma konsensus, yang setelah dua epoch (12,8 menit) memberikan jaminan ekonomi yang sangat kuat yang disebut finalitas.

Selama beberapa tahun terakhir, kita semakin tidak nyaman dengan pendekatan saat ini. Alasannya adalah bahwa (i) itu rumit dan ada banyak bug interaksi antara mekanisme pemungutan suara slot demi slot dan mekanisme finalitas epoch demi epoch, dan (ii) 12,8 menit terlalu lama dan tidak ada yang peduli untuk menunggu begitu lama.

Finalitas satu slot menggantikan arsitektur ini dengan mekanisme yang jauh lebih mirip dengankonsensus Tendermint, di mana blok N difinalisasi sebelum blok N+1 dibuat. Deviasi utama dari Tendermint adalah bahwa kami tetap mempertahankan “kebocoran ketidakaktifanmechanisme, yang memungkinkan rantai terus berjalan dan pulih jika lebih dari 1/3 validator offline.

Sebuah diagram dari proposal terdepandesain finalitas satu slot_

Tantangan utama dengan SSF adalah bahwa secara naif, tampaknya menyiratkan bahwa setiap penaruh Ethereum harus mempublikasikan dua pesan setiap 12 detik, yang akan menjadi beban yang besar bagi rantai untuk ditangani. Ada ide-ide cerdasuntuk bagaimana cara mengatasi hal ini, termasuk yang sangat baruOrbit SSF proposal. Namun meski begitu, sementara ini meningkatkan UX secara signifikan dengan membuat "finalitas" datang lebih cepat, itu tidak mengubah fakta bahwa pengguna harus menunggu 5-20 detik.

Prakonfirmasi Rollup

Selama beberapa tahun terakhir, Ethereum telah mengikuti sebuah rencana jalan rollup-centric, merancang lapisan dasar Ethereum (atau “L1”) sekitar mendukung ketersediaan datadan fungsionalitas lainnya yang kemudian dapat digunakan oleh protokol lapisan 2 seperti rollups (tetapi juga validiumsdanplasma) yang dapat memberikan pengguna tingkat keamanan yang sama seperti Ethereum, tetapi dalam skala yang jauh lebih tinggi.

Ini menciptakan sebuahpemisahan-pertimbangandi dalam ekosistem Ethereum: Ethereum L1 dapat fokus pada ketahanan sensorship, dapat diandalkan, stabil, dan mempertahankan serta meningkatkan tingkat inti fungsionalitas tertentu, dan L2 dapat fokus lebih langsung menjangkau pengguna - baik melalui berbagaibudayadan kompromi teknologi. Tetapi jika Anda mengikuti jalur ini, satu isu yang tidak terhindarkan muncul: L2 ingin melayani pengguna yang menginginkan konfirmasi jauh lebih cepat dari 5-20 detik.

Sejauh ini, setidaknya dalam retorika, menjadi tanggung jawab L2 untuk membuat jaringan “urutan terdesentralisasi” mereka sendiri. Sebuah kelompok validator yang lebih kecil akan menandatangani blok, mungkin sekali setiap beberapa ratus milidetik, dan mereka akan menempatkan “stake” mereka di balik blok-blok tersebut. Pada akhirnya, header dari blok-blok L2 ini dipublikasikan ke L1.

Set validator L2 bisa menipu: mereka bisa pertama-tama menandatangani blok B1, dan kemudian kemudian menandatangani blok yang bertentangan B2 dan mengonfirmasikannya ke dalam rantai sebelum B1. Tetapi jika mereka melakukan hal ini, mereka akan tertangkap dan kehilangan deposit mereka. Secara praktis, kami telah melihat versi terpusat dari ini, tetapi rollups lambat dalam mengembangkan jaringan pengurutan terdesentralisasi. Dan Anda dapat berargumen bahwa menuntut L2 semua melakukan pengurutan terdesentralisasi adalah kesepakatan yang tidak adil: kita meminta rollups pada dasarnya melakukan sebagian besar pekerjaan yang sama dengan menciptakan L1 baru. Untuk alasan ini dan lainnya, Justin Drake telah mempromosikan cara untuk memberikan semua L2 (sama seperti L1) akses ke mekanisme pra-konfirmasi bersama di seluruh Ethereum:berdasarkan pra-konfirmasi.

Berdasarkan pra-konfirmasi

Pendekatan pra-konfirmasi berbasis mengasumsikan bahwa para penawar Ethereum akan menjadi pelaku yang sangat ahli atas alasan terkait MEV (lihat di siniuntuk penjelasan saya tentang MEV, dan lihat juga tiket eksekusibaris proposal). Pendekatan berbasis prakonfirmasi memanfaatkan kecanggihan ini dengan memberikan insentif kepada para pengusul yang canggih ini untuk menerima tanggung jawab menawarkan prakonfirmasi sebagai layanan.

Ide dasarnya adalah untuk membuat protokol standar dimana pengguna dapat menawarkan biaya tambahan dengan imbalan jaminan langsung bahwa transaksi akan dimasukkan dalam blok berikutnya, bersama dengan kemungkinan klaim tentang hasil pelaksanaan transaksi itu. Jika pengusul melanggar janji apa pun yang mereka buat kepada pengguna mana pun, mereka dapat dipotong.

Seperti yang dijelaskan, prekonfirmasi berbasis memberikan jaminan kepada transaksi L1. Jika rollups adalah berbasis, maka semua blok L2 adalah transaksi L1, sehingga mekanisme yang sama dapat digunakan untuk memberikan pra-konfirmasi untuk semua L2.

Apa yang sebenarnya sedang kita lihat di sini?

Misalkan kita menerapkan finalitas satu slot. Kita menggunakan Orbit-seperti teknik untuk mengurangi jumlah validator yang menandatangani per slot, tetapi tidak terlalu banyak, sehingga kita juga dapat membuat kemajuan pada tujuan kunci mengurangi minimum staking 32 ETH. Akibatnya, mungkin waktu slot bergerak ke atas, menjadi 16 detik. Kami kemudian menggunakan pra-konfirmasi rollup, atau berdasarkan pra-konfirmasi, untuk memberikan keyakinan lebih cepat kepada pengguna. Apa yang kita miliki sekarang? Sebuah arsitektur epoch-dan-slot.

Meme "mereka adalah gambar yang sama" semakin sering digunakan pada saat ini, jadi saya hanya akan meletakkan diagram lama yang saya gambar bertahun-tahun yang lalu untuk menggambarkan arsitektur slot-and-epoch Gasper dan diagram prakonfirmasi L2 di samping satu sama lain, dan mudah-mudahan itu akan menyampaikan maksudnya.

Ada alasan filosofis yang dalam mengapa arsitektur epoch-dan-slot tampaknya begitu sulit dihindari: secara inheren membutuhkan waktu lebih sedikit untuk mencapai kesepakatan perkiraan tentang sesuatu, daripada mencapai kesepakatan "finalitas ekonomi" yang sangat terjamin tentang hal itu.

Salah satu alasan sederhana mengapa jumlah node.@VitalikButerin/parametrizing-casper-the-decentralization-finality-time-overhead-tradeoff-3f2011672735">decentralization / finality time / overhead tradeoff terlihat lebih ringan sekarang karena agregasi BLS yang dioptimalkan secara hyper dan dalam waktu dekat ZK-STARKs, tetap secara fundamental benar bahwa:

1. “Persetujuan perkiraan” hanya memerlukan beberapa node sementara finalitas ekonomi memerlukan sebagian besar semua node.
2. Setelah jumlah node melebihi ukuran tertentu, Anda perlu menghabiskan lebih banyak waktu untuk mengumpulkan tanda tangan.

Di Ethereum hari ini, slot 12 detik dibagi menjadi tiga sub-slot, untuk (i) publikasi dan distribusi blok, (ii) saksi, dan (iii) agregasi saksi. Jika jumlah saksi jauh lebih sedikit, kita bisa turun menjadi dua sub-slot dan memiliki waktu slot 8 detik. Faktor lain, dan secara realistis lebih besar, adalah “kualitas” dari node. Jika kita juga bisa mengandalkan subset profesional dari node untuk melakukan persetujuan perkiraan (dan masih menggunakan set validator penuh untuk finalitas), kita bisa dengan masuk akal menurunkan menjadi ~2 detik.

Oleh karena itu, menurut pendapat saya, (i) arsitektur slot dan epoch jelas benar, tetapi juga (ii) tidak semua arsitektur slot dan epoch diciptakan sama, dan ada nilai dalam menjelajahi ruang desain lebih lanjut. Secara khusus, layak untuk mengeksplorasi opsi yang tidak terlalu erat terkait seperti Gasper, dan di mana sebaliknya ada pemisahan kepentingan yang lebih kuat antara kedua mekanisme tersebut.

Apa yang seharusnya dilakukan L2s?

Menurut pandangan saya, ada tiga strategi yang masuk akal bagi L2s untuk diambil saat ini:

1. Jadilah "berdasarkan", baik secara teknologi maupun spiritual. Artinya, mereka mengoptimalkan untuk menjadi saluran pass-through untuk properti teknis lapisan dasar Ethereum dan nilainya (desentralisasi tinggi, ketahanan sensor, dll). Dalam bentuknya yang paling sederhana, Anda dapat menganggap rollup ini sebagai "pecahan bermerek", tetapi mereka juga bisa jauh lebih ambisius dari itu, dan bereksperimen cukup banyak dengan desain mesin virtual baru dan peningkatan teknis lainnya.
2. Dengan bangga menjadi “server dengan kerangka blockchain”, dan memanfaatkannya sebaik mungkin. Jika Anda memulai dari sebuah server, dan kemudian menambahkan (i) bukti keabsahan STARK untuk memastikan bahwa server mengikuti aturan, (ii) hak yang dijamin bagi pengguna untuk keluar atau memaksa transaksi, dan mungkin (iii) kebebasan pilihan kolektif, baik melalui keluar massal yang terkoordinasi atau melalui kemampuan untuk memilih untuk mengubah pengurut, maka Anda sudah mendapatkan banyak manfaat dari berada di atas rantai, sambil tetap mempertahankan sebagian besar efisiensi dari sebuah server.
3. Pendekatan kompromi: rantai cepat seratus node, dengan Ethereum menyediakan interoperabilitas dan keamanan tambahan. Ini adalah peta jalan saat ini yang de facto dari banyak proyek L2.

Untuk beberapa aplikasi, (misalnya.ENS, keystores) , beberapa pembayaran), waktu blok 12 detik sudah cukup. Untuk aplikasi-aplikasi yang tidak, satu-satunya solusinya adalah arsitektur slot-dan-epoch. Dalam ketiga kasus ini, “epoch” adalah SSF Ethereum (mungkin kita bisa mengubah akronim itu menjadi sesuatu yang berarti selain “single slot”, misalnya bisa menjadi “Secure Speedy Finality”). Tetapi “slot” adalah sesuatu yang berbeda dalam masing-masing ketiga kasus di atas:

1. Arsitektur slot dan zaman asli Ethereum
2. Prekonfirmasi server
3. Komite pra-konfirmasi

Pertanyaan kunci adalah, seberapa bagus kita bisa membuat sesuatu dalam kategori (1)? Secara khusus, jika itu menjadi sangat bagus, maka terasa seperti kategori (3) kehilangan makna yang begitu penting. Kategori (2) akan selalu ada, setidaknya karena segala sesuatu yang “berbasis” tidak berfungsi untuk L2 data off-chain seperti plasma dan validium. Tetapi jika arsitektur slot dan epoch asli Ethereum dapat mencapai waktu “slot” 1 detik (yaitu sebelum konfirmasi), maka ruang untuk kategori (3) menjadi jauh lebih kecil.

Hari ini, kita masih jauh dari memiliki jawaban akhir untuk pertanyaan-pertanyaan ini. Sebuah pertanyaan kunci - seberapa canggihkah para pengusul blok akan menjadi - tetap menjadi area di mana terdapat cukup banyak ketidakpastian. Desain seperti Orbit SSFsangat baru, menunjukkan bahwa ruang desain dari desain slot-dan-epoch di mana sesuatu seperti Orbit SSF adalah epoch masih sangat belum dieksplorasi. Semakin banyak pilihan yang kita miliki, semakin baik yang bisa kita lakukan untuk pengguna baik di L1 maupun di L2, dan semakin kita dapat menyederhanakan pekerjaan pengembang L2.

Penafian：

1. Artikel ini dicetak ulang dari [ Vitalik]. Teruskan Judul Asli 'Epochs and slots all the way down: cara memberikan waktu konfirmasi transaksi yang lebih cepat kepada pengguna Ethereum'. Semua hak cipta milik penulis asli [Vitalik]Jika ada keberatan terhadap pencetakan ulang ini, silakan hubungi Pintu Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan cepat.
2. Penolakan Tanggung Jawab: Pandangan dan opini yang terdapat dalam artikel ini semata-mata milik penulis dan tidak merupakan saran investasi apa pun.
3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.