*轉發原標題‘Epochs and slots all the way down: ways to give Ethereum users faster transaction confirmation times’

良好的區塊鏈用戶體驗的重要屬性之一是快速的交易確認時間。今天，與五年前相比，乙太坊已經有了很大的改進。由於結合了EIP-1559並且在之後有穩定的區塊時間合併在L1上由用戶發送的交易可靠地在5-20秒內確認。這大致上與使用信用卡支付的體驗相競爭。然而，進一步改善用戶體驗具有價值，有一些應用甚至要求延遲時間在數百毫秒甚至更短的範圍內。本文將介紹一些以太坊的實際選項。

現有的想法和技術概述

單槽確定性

今天，以太坊的Gasper共識採用時隙和時代架構。 每12秒，一組驗證者在鏈的頂部發布一次投票，在32個時隙（6.4分鐘）的過程中，所有驗證者都有機會投票一次。 這些投票隨後被重新解釋為模糊中的消息。類PBFT共識演演演算法，經過兩個紀元（12.8分鐘）后，給出了一個非常艱難的經濟保證，稱為最終性。

在過去幾年裡，我們對當前的方法變得越來越不舒服。主要原因是（i）這很複雜，而且在逐個時隙的投票機制和逐個時代的最終機制之間存在許多交互錯誤，以及（ii）12.8分鐘實在太長了，沒人願意等那麼久。

單一插槽確定性通過一種與此架構更相似的機制取代了它。Tendermint 共識，在這裡塊 N 在製作塊 N+1 之前被確定。與 Tendermint 的主要偏差是我們保留了“閒置洩漏“機制，如果超過 1/3 的驗證者下線，則允許鏈繼續運行並恢復。

一個領先的提案的圖表單個插槽確定性設計_

SSF的主要挑戰在於，從表面上看，它似乎意味著每個以太坊參與者每12秒需要發布兩個消息，這對於區塊鏈來說是一個很大的負擔。聰明的想法如何應對此問題，包括最近的方法Orbit SSF提議。但即便如此，雖然這通過使“最終性”來得更快來顯著改善用戶體驗，但它並沒有改變使用者需要等待 5-20 秒的事實。

Rollup 預確認

在過去的幾年裡，以太坊一直在追隨著一個rollup-centric路線圖在設計以太坊基礎層（“L1”）時，重點是支援數據可用性和其他功能，然後可以被第2層協議使用，如rollups (但也 validiums和plasmas) 可以為用戶提供與以太坊相同的安全級別，但規模更大。

這創造了一個分離關注點在以太坊生态系統內：以太坊L1可以專注於抗審查、可靠、穩定，以及維護和改進某些基礎核心功能，而L2則可以更直接地與用戶接觸——通過不同的手段。文化的和技術上的權衡。但如果你選擇這條路，就會出現一個不可避免的問題：L2s希望為那些想要比5-20秒更快確認的用戶提供服務。

到目前為止，至少在言辭上，創建自己的“去中心化排序”網絡是L2的責任。一小群驗證者會簽署區塊，可能每隔幾百毫秒一次，並且他們會在這些區塊後面加上他們的“權益”。最終，這些L2區塊的標題會發布到L1。

L2 驗證器集可能作弊:它們可能先簽署區塊 B1,然後稍後簽署與 B1 衝突的區塊 B2,並在 B1 之前將其提交到鏈上。但如果他們這樣做,他們將被抓住並失去他們的存款。實際上,我們已經看到這種中心化版本,但 rollups 開發去中心化排序網絡一直很慢。你可以認為要求所有 L2 都進行去中心化排序是不公平的交易:我們要求 rollups 基本上要做大部分與創建一個全新的 L1 相同的工作。因此,Justin Drake 一直在推廣一種方式,即給予所有 L2(以及 L1)訪問共享的以太坊全球預確認機制:基於預確認.

基於預確認

基於預確認方法假設以太坊提議者將因MEV相關原因而變得非常成熟（見 這裡關於MEV的解釋，請參閱執行票提案行）。基於預確認的方法利用了這種複雜性，激勵這些老練的提議者接受提供預確認即服務的責任。

基本思路是創建一個標準化協議，用戶可以通過支付額外費用，獲得立即保證交易將包含在下一個區塊中，可能還包括執行該交易結果的聲明。如果提議者違反了對任何用戶做出的承諾，他們可能會被削減。

如描述的那樣，基於預確認為L1交易提供保證。如果Rollups“基於”，則所有 L2 區塊都是 L1 事務，因此可以使用相同的機制為任何 L2 提供預確認。

我们实际上在看什么？

假設我們實現了單槽確定性。我們使用Orbit-like技術來減少每個時隙簽署的驗證者數量，但不要太多，這樣我們也可以在減少32 ETH權益綁定的主要目標上取得進展。因此，也許時隙時間會向上移動，達到16秒。然後，我們使用滾動預確認，或者基於預先確認，來給用戶更快的保證。現在我們有什麼？一個時代和時隙的架構。

「它们是同一张图片」的梗现在已经被过度使用了，所以我只会把我几年前画的关于 Gasper 的插槽和时代架构的旧图和 L2 预确认的图放在一起，希望能传达出重点。

有一个深刻的哲学原因，解释了为什么时期和槽架构似乎很难避免：在某件事情上达成近似一致所需的时间比在该事情上达成最大程度硬化的“经济确定性”一致所需的时间要少。

一個簡單的原因是節點數量。而舊的線性@VitalikButerin/parametrizing-casper-the-decentralization-finality-time-overhead-tradeoff-3f2011672735">decentralization / finality time / overhead tradeoff is looking milder now due to hyper-optimized BLS aggregation and in the near future ZK-STARKs, it’s still fundamentally true that:

1. “近似協議”只需要少數節點，而經濟確定性則需要所有節點的相當大部分。
2. 一旦節點數量超過一定大小，你需要花更多時間來收集簽名。

當今的以太坊中，12秒的時隙被分為三個子時隙，用於（i）塊發佈和分發、（ii）證明、和（iii）證明匯總。如果證明者數量低得多，我們可以減少到兩個子時隙，並將時隙時間減少為8秒。另一個，現實上更大的因素是節點的“質量”。如果我們還可以依賴專業化的節點子集進行近似協議（並且仍然使用完整的驗證者集進行最終確定），我們可以合理地將其降至約2秒。

因此，對我來說，（i）插槽和時代的架構顯然是正確的，但也（ii）並非所有的插槽和時代架構都是平等的，在更充分地探索設計空間中有價值。特別是，值得探索的選項不像Gasper那樣緊密交織，而是在兩個機制之間有較強的關注分離。

L2s應該做什麼？

在我看來，目前有三種合理的L2策略可供採取:

1. 在技術和精神上都“以太坊”為基礎。也就是說，它們優化為以太坊基層技術特性及其價值（高度去中心化、抗審查等）的通行管道。從最簡單的形式來看，你可以把這些rollups想象成“品牌化的分片”，但它們也可以比這更有野心，並且在新的虛擬機設計和其他技術改進方面進行大量實驗。
2. 自豪地成為一個“具有區塊鏈支撐的伺服器”，並充分利用它。如果您從伺服器開始，然後添加(i) STARK有效性證明以確保伺服器遵循規則，(ii) 用戶退出或強制交易的權利以及可能的(iii) 集體選擇自由，無論是通過協調的大規模退出還是通過投票改變順序生成器，那麼您已經獲得了許多在鏈上的好處，同時保留了大部分伺服器的效率。
3. 妥協的方法：一個由一百個節點構成的快速鏈，以太坊提供額外的互操作性和安全性。這是許多L2項目的實際當前路線圖。

對於某些應用程式，(例如，ENS，密鑰存儲), 一些支付), 12秒的区块时间就足够了。对于那些不是这样的应用程序，唯一的解决方案是一个插槽和纪元架构。在这三种情况下，“纪元”是以太坊的SSF（也许我们可以重新解释这个缩写，使其不再表示“单个插槽”，例如，它可以是“安全快速的确定性”）。但在上述三种情况下，“插槽”是不同的：

1. 一种以太坊原生的槽和纪元架构
2. 伺服器預確認
3. 委員會預確認

一個關鍵問題是，我們能在第（1）類中做到多好？特別是，如果它變得非常好，那麼似乎第（3）類的意義就不那麼重要了。第（2）類將總是存在，至少因為任何“基於”的東西都不適用於像 plasma 和 validium 這樣的鏈下數據 L2。但如果以太坊本地的時隙和時代架構能夠降到 1 秒“時隙”（即預確認）的時間，那麼第（3）類的空間就會變得小了許多。

今天，我们离这些问题的最终答案还很遥远。一个关键问题——区块提议者会变得多么复杂——仍然是一个存在相当多不确定性的领域。像以太坊这样的设计，Orbit SSF非常近期的研究表明，像 Orbit SSF 这样的时期在槽位和时期设计空间中仍然相对未被充分探索。我们拥有的选项越多，无论是在一级链上还是在二级链上，我们都能为用户提供更好的服务，并且能够简化二级链开发人员的工作。

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