Gate 廣場“新星計劃”正式上線!
開啟加密創作之旅,瓜分月度 $10,000 獎勵!
參與資格:從未在 Gate 廣場發帖,或連續 7 天未發帖的創作者
立即報名:https://www.gate.com/questionnaire/7396
您將獲得:
💰 1,000 USDT 月度創作獎池 + 首帖 $50 倉位體驗券
🔥 半月度「爆款王」:Gate 50U 精美周邊
⭐ 月度前 10「新星英雄榜」+ 粉絲達標榜單 + 精選帖曝光扶持
加入 Gate 廣場,贏獎勵 ,拿流量,建立個人影響力!
詳情:https://www.gate.com/announcements/article/49672
解讀預確認概念:如何讓以太坊交易更高效?
原文標題:「Preconfirmation (feat. Taiko): Make Ethereum Fast for the First Time!」
***原文作者:*Ingeun Kim : : FP
關鍵概述
Taiko 正穩步邁向其作為以太坊 Layer2 解決方案的最終目標。為實現這一目標,Taiko 優先考慮與以太坊的全面互操作性、去中心化定序器以及對開發者的支持。值得一提的是,Taiko 通過 Based Rollup 的架構實現了與以太坊的完全互操作性,同時允許任何人蔘與成為定序器,從而實現了定序器的去中心化。然而,儘管 Based Rollup 的模型具備優勢,但其結構本身仍存在一些固有的低效問題。
本文將以 Taiko 為例,深入解析預確認(Preconfirmation)這一概念。作為 Layer2 技術棧中的關鍵組成部分,預確認是 Rollup 實現進一步發展的重要步驟。
當前 L2 效率問題
隨著 L2 生態系統的擴展,眾多項目相繼湧現,帶來了許多新概念和技術棧。然而,儘管這些進展顯著,L2 在效率方面仍存在一些亟待解決的問題,特別是在影響用戶體驗的關鍵領域,提升效率變得尤為重要。
Rollup 的固有限制:低效的交易最終性確定流程
L2 通過 Rollup 實現了可擴展性,依賴於以太坊等 L1 平臺的數據可用性和交易處理。然而,Rollup 存在一個固有限制:儘管可以獨立完成交易排序和執行,但其他所有流程仍需等待 L1 的最終確認。
這一架構通過直接利用 L1 的區塊生成和數據可用性,確保了安全性和數據不可變性。然而,依賴 L1 進行最終確認導致交易處理速度較慢,實時確認能力有限,從用戶角度來看難以滿足實時需求
此外,許多 L2 的定序器和驗證節點目前仍是中心化的。這種中心化會導致效率低下,例如較長的交易確認時間和可能的操作中斷,從而影響某些 Rollup 的交易處理效率,造成確認延遲。
預確認概念的提出
預確認概念的提出是為了解決 L2 網絡中交易最終確認效率低下的問題。預確認能夠讓用戶更快獲得交易的確認,從而緩解 Rollup 機制中常見的延遲與低效。
預確認旨在解決哪些問題?
在 Rollup 機制中,用戶提交交易至 L2 後的確認過程始終存在效率低下的問題。由於中心化的 L2 定序器無法準確保證交易何時會在 L1 上被確認,用戶對於交易的順序和結果常常不確定。例如,用戶可能需要長時間等待交易被包含在 L1 上,如果交易順序出錯或結果不理想,可能會導致已執行交易帶來的財務損失。
在高度波動的市場環境下,延遲和順序變動的問題更為突出,因為用戶依賴套利和 DeFi 服務。在這些情況下,交易延遲或順序變化會直接導致機會的喪失。即便是進行普通交易的用戶,也可能會對交易最終在 L1 上的確認時間和順序缺乏信心,進而對區塊鏈的可靠性和易用性產生疑慮。
因此,預確認的設計目標在於彌補這些缺陷,特別是為那些受 Rollup 低效影響最大的用戶提供更便捷、更可靠的交易體驗。
預確認如何解決這些問題?
預確認通過為用戶提供交易的包含性、排序和執行保證,從而解決了這些問題。它通過中心化的 L2 定序器向用戶提供「軟確認」,並簽發預確認憑證,以確保交易最終會在 L1 上被包含。
軟確認的主要優勢在於能提升用戶體驗。用戶在提交交易後可以立即收到確認憑證,從而確保交易按預期順序包含在 L1 上,減少了不確定性,特別是在套利等需快速反應的交易中。此外,預確認還增強了用戶對 L2 系統的信任。隨著用戶對交易安全處理的信心增加,L2 生態系統的整體使用率也會提升。由此,預確認在提高 Rollup 處理效率和便捷性方面起到了關鍵作用。
預確認是最終解決方案嗎?
儘管來自中心化定序器的軟確認能夠通過預期的排序和結果提升用戶體驗,但它依賴於對排序器的信任。沒有法律或技術上的強制措施,用戶只能依賴於定序器的可靠性。這種依賴性帶來了一個可能性,即交易可能不會按照正確順序被包含,甚至可能根本未被包含在 L1 上,無法提供用戶所期待的穩定保證。
以 Taiko 為例解讀 Based Preconfirmation 的概念及實踐
Taiko 對基於預確認的實施投入了大量精力,因為這一方法與 Based Rollup 的核心特性高度契合。如果 Based Preconfirmation 能夠成功引入 Taiko 的框架,不僅可以顯著減少交易最終確認的延遲,還將提升用戶體驗。此外,這一改進還將激活此前受限的多種服務,使其能夠在 Taiko 網絡上高效運行。
在深入理解 Based Preconfirmation 之前,有必要先回顧 Taiko 的一些關鍵特性,以便更全面地理解這一方法的適用性與優勢。
Taiko 案例解析
Taiko 充分展現了 Based Rollup 的核心特性。它不僅實現了與以太坊基礎設施的完全互操作性,還致力於與以太坊的安全機制完全對齊。Taiko 採用了 Based Rollup 的架構,這意味著它沒有依賴中心化的定序器,而是依賴以太坊的驗證者擔任定序器的角色,負責交易和區塊的排序。
也就是說,Taiko 的定序器與以太坊的區塊提議者是同一類角色。這種設計賦予了他們特殊的責任與激勵機制,例如獲取最大化可提取價值(MEV)獎勵及定序器身份帶來的其他好處。因此,當 Taiko 的 L2 定序過程中出現問題時,這些定序器會因為在以太坊生態中的利益關聯,自然承擔相應責任。這種機制讓 Taiko 在操作責任方面與其他以太坊 L2 項目形成了顯著差異。
此外,值得注意的是,Taiko 的 Based Rollup 模型被設計為「基於競爭的 Rollup(Based Contestable Rollup, BCR)」,這一結構旨在激勵良性競爭。通過開放和無需許可的設計,Taiko 確保了系統的去中心化,並允許任何人蔘與,從而使系統更加公平透明。
基於 Based Rollup 的預確認
那麼,專門為 Based Rollup 設計的預確認模型是什麼樣的呢?答案就是「Based Preconfirmation」。這一模型旨在通過直接在 L1 上驗證的確認,取代傳統的軟確認機制。
Based Preconfirmation 提供了一個系統,其中一些 L1 驗證者自願參與並提供預確認服務。作為定序器,這些驗證者向用戶提供 Rollup 交易結果的可驗證預測。這種方式為用戶提供了交易包含和排序的可信保證,且這些保證直接基於 L1,從而增強了 Rollup 流程的可信度和可靠性。
Justin Drake 首次提出了 Based Preconfirmation 的概念,並提出了一種名為「預確認者(Preconfer)」的特定角色,預確認者可以為用戶提供簽名保證,明確交易的順序和執行狀態。為了確保承諾的可靠性,每位預確認者都需要質押一定數量的保證金。如果他們未能履行關於交易順序或執行狀態的承諾,將面臨 Slashing 機制的懲罰,即部分或全部保證金的喪失。
Slashing 機制已被廣泛應用於以太坊 PoS 質押中,用於有效遏制惡意行為。這一機制不僅強化了預確認者的責任感,同時也在用戶與預確認者之間建立了一定的信任基礎。
兩種情況會導致預確認者受到 Slashing 懲罰:
要成為 Based Preconfirmation 模型的預確認者,一個節點(通常是 L1 區塊提議者)必須接受這些 Slashing 機制的條件,並質押所需的保證金。獲得批准後,預確認者即可向用戶提供服務,並通過收取服務費用獲得收入。
這種費用模式為用戶提供了顯著的便利,使他們能夠繞過 Rollup 交易最終確認中的固有延遲。例如,用戶通過個人錢包提交預確認交易後,可立即從預確認者處獲得確認憑證。
參與 Based Preconfirmation 的預確認者,不僅能夠通過收取費用獲得額外收入,還可以幫助優化 Rollup 的交易確認流程。這種模式不僅提升了用戶體驗,還為整個 L2 生態系統提供了一個可靠且高效的交易最終確認解決方案,進一步增強了其吸引力和實用性。
為什麼用戶願意為預確認支付費用?
這實際上與預確認的核心目的密切相關。用戶願意為預確認支付費用,因為它直接解決了 Rollup 在交易最終確認過程中的效率低下問題,為用戶帶來了顯著的便利。
例如,當用戶通過個人錢包在 L2 區塊鏈上提交預確認交易時,標準交易可能需要等待最終確認,而請求預確認的用戶則能夠立即從預確認者處獲得保證,無需延遲即可完成交易。此時,用戶甚至可能在錢包界面中看到一個綠色的對勾,清晰地表明交易已成功。
再以 DeFi 服務為例,當用戶在 L2 DeFi 平臺上進行代幣兌換時,預確認可以為相關交易提供額外保障。通常情況下,交易的報價匯率或費用可能會因延遲而與實際完成的交易結果不一致。但通過預確認,用戶能夠享受快速且高效的交易最終確認流程,減少預期條件與實際結果之間的差異,從而獲得更可靠的服務體驗。
這些應用場景不僅讓開發者能夠提供更精準的服務,也為用戶帶來了更流暢和便捷的使用體驗。這種動態進一步支持了 L2 生態系統的擴展,同時也為更廣泛的 L1 生態系統的增長作出了貢獻。此外,對於 Based Rollup 的定序器來說,預確認所帶來的額外收入為其提供了可觀的盈利模式。這種設計有效解決了 Based Rollup 傳統上的一些弱點,使其成為定序器的理想選擇,兼具可靠性與吸引力。
Based Preconfirmation 存在哪些挑戰?
Based Preconfirmation 仍是以 Taiko 為代表的 Rollup 驅動 Layer2 項目中一個備受關注的研究領域。儘管這一機制為提升 L2 性能和可擴展性,同時保持去中心化提供了明確的解決方案,但其在實際應用中仍面臨一些亟待解決的挑戰,以實現更廣泛的採用。
首先,在 Preconfer 提交交易至區塊時,用戶可能無法獲得交易包含性的絕對保證。儘管預確認者通過質押保證金為交易提供擔保,但這一機制仍無法完全解決因外部中斷而導致交易未能包含的問題。尤其是在交易價值高於預確認者質押金額的情況下,預確認者可能濫用其權限,選擇性地包含或排除某些交易,從而帶來潛在風險。
另一個顯著挑戰是基於預確認的盈利模式。預確認者的主要收入來源是用戶支付的預確認費用。然而,如果預確認者的數量不足或參與度不夠高,則可能會導致市場中心化,出現壟斷傾向。這種情況下,預確認費用可能被人為抬高,增加用戶進行快速高效交易的成本,從而對預確認生態系統的健康發展構成威脅。
值得注意的是,Based Preconfirmation 的概念相對較新,僅在約一年前被提出。要使其成為最大化 Rollup 驅動 L2 解決方案速度和效率的「關鍵工具」,仍需要一段時間的實踐和完善。然而,隨著 Rollup 已牢固確立為以太坊可擴展性的核心組件,進一步探索預確認以提升性能,標誌著 L2 技術發展的重要一步。
特別是 Taiko,在推動 Based Preconfirmation 的實施上已取得了重要進展。同時,Taiko 與 Taiko Gwyneth、Nethermind、Chainbound、Limechain、Primev 和 Espresso 等多家合作伙伴展開了協作,共同探索和開發 Based Preconfirmation 的應用場景。這些合作旨在推動 L2 生態系統的進一步演進,相關的更多細節將在後續章節中深入討論。
預確認生態全景視圖:流程圖解讀與項目探索
在本章中,我們將探討哪些項目正在積極研究和推進 Rollup 驅動的 L2 生態系統中的預確認技術發展。由於該生態系統仍處於早期發展階段,我們將通過一張流程圖來更直觀地展示和理解預確認的具體流程。
預確認流程圖
預確認是一個需要 L1 和 L2 緊密協作的複雜過程,涉及多個角色,每個角色都承擔著特定職責。為了便於更直觀地瞭解這一流程,我製作了一張流程圖進行簡要概述。需要注意的是,這張流程圖旨在幫助解釋整體邏輯,因此並未嚴格區分 Rollup 和 Based Rollup 的不同特性,而是以基礎層面的通用流程為主。
在瞭解流程圖的具體步驟之前,我們先來認識參與預確認流程的各個角色及其功能:
現在,我們按照流程圖的順序來梳理預確認的具體流程:
相關項目探索
以下將詳細分析預確認生態系統中積極參與的主要項目及其在流程中的相關角色。儘管這些項目在流程圖中佔據特定角色,但它們實際履行的職責可能略有不同。因此,這一概覽旨在提供基礎性的理解,可作為一般性指導。為保持清晰,各類別中的項目按字母順序排列。
預確認驗證者(Preconfer Validators)
L1 驗證者
研究
展望未來
Taiko 及眾多 Based Rollup 的 Layer2 項目,無論是否採用 Based Rollup 架構,都在努力優化傳統 Rollup 中低效的交易最終確認流程。通過引入預確認(Preconfirmation)這一概念,這些項目正在構建一種交易確認系統,使用戶能夠更快速、更可靠地確認交易。藉助這一方式,這些項目不斷探索如何提升用戶體驗和建立用戶信任。
Taiko 則充分利用了其作為 Based Rollup 的 Layer 2 項目的定位,積極推動 Based Preconfirmation 的機制實施,從而實現與以太坊的全面互操作性和去中心化。Taiko 通過為用戶提供快速且可靠的交易最終確認保障,大幅提升了交易處理速度和可靠性,從而顯著改善了用戶體驗。
然而,包括 Arbitrum 的 Ed Felten 在內的多位行業專家指出,當前仍然缺乏能夠完全支持預確認的成熟中間件。這表明預確認技術的成熟度和預確認者(Preconfer)的盈利模式依然面臨挑戰,這些問題亟需進一步解決。
如本文所述,越來越多的項目和參與者正積極進入預確認領域,各自帶來了獨特的創新方案,旨在提升以太坊 Layer2 的性能和效率。這一趨勢也契合了系統概念在初步實施後不斷優化的普遍規律。我認為,這一階段標誌著 L2 系統演化的重要節點,也是當前 L2 生態中一個令人振奮的積極發展。
通過預確認提升用戶便利性,不僅可能對 DeFi 和遊戲等注重速度與效率的領域產生深遠影響,也可能通過提升以太坊 Layer2 的性能,重新連接以太坊與此前分散的生態部分。這一性能提升或將使更多 Type-1 以太坊 Layer2 項目實現與以太坊的深度集成,從而釋放此前因速度限制而難以獲得的潛力。這些進展勢必對整個以太坊生態系統產生深遠的影響。
預確認仍是一條充滿挑戰的崎嶇之路。然而,像 Taiko 這樣的先行者正迎難而上,專注於為用戶提供更多的便利性。創新從來不是一件易事,但作為以太坊及其 Layer2 生態系統的支持者,我向他們的努力致以由衷的敬意和鼓勵。