Tối ưu hóa thời gian xác nhận giao dịch Ethereum: Khám phá trải nghiệm người dùng nhanh hơn

Một khía cạnh quan trọng của trải nghiệm người dùng blockchain là tốc độ xác nhận giao dịch. Trong những năm gần đây, Ethereum đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực này. Hiện tại, giao dịch trên L1 thường có thể được xác nhận trong vòng 5-20 giây, tương đương với việc thanh toán bằng thẻ tín dụng. Tuy nhiên, một số trường hợp ứng dụng yêu cầu độ trễ ngắn hơn, thậm chí cần đạt đến cấp độ mili giây. Bài viết này sẽ khám phá các giải pháp khả thi để Ethereum rút ngắn thời gian xác nhận giao dịch hơn nữa.

Tổng quan về công nghệ hiện có

tính cuối cùng của một khe

Hiện tại, cơ chế đồng thuận Gasper mà Ethereum đang sử dụng dựa trên cấu trúc khe và chu kỳ. Mỗi 12 giây là một khe, các xác nhận lần lượt bỏ phiếu cho đầu chuỗi. Sau hai chu kỳ (12.8 phút), giao dịch đạt được tính cuối cùng với sự đảm bảo kinh tế mạnh mẽ.

Phương pháp này có hai vấn đề chính: thứ nhất là độ phức tạp cao, dễ xảy ra lỗi tương tác; thứ hai là thời gian xác nhận cuối cùng 12.8 phút quá dài. Để giải quyết những vấn đề này, giải pháp tính cuối cùng một khe (SSF) đã được đưa ra. SSF áp dụng cơ chế đồng thuận tương tự như Tendermint, mỗi khối có thể đạt được tính cuối cùng trước khi khối tiếp theo được tạo ra.

Thách thức của SSF là cần người đặt cọc phát hành hai thông điệp mỗi 12 giây, điều này tạo ra tải trọng lớn cho mạng. Mặc dù có một số giải pháp giảm nhẹ, chẳng hạn như Orbit SSF được đề xuất gần đây, nhưng người dùng vẫn phải chờ từ 5-20 giây để xác nhận giao dịch.

Xác nhận trước Rollup

Trong những năm gần đây, Ethereum đã áp dụng một lộ trình phát triển tập trung vào rollup. L1 tập trung vào việc cung cấp khả năng sẵn sàng dữ liệu và các chức năng cốt lõi, trong khi L2 (như rollups, validiums và plasmas) cam kết mang đến trải nghiệm tốt hơn cho người dùng.

Một vấn đề quan trọng mà L2 phải đối mặt là làm thế nào để đạt được sự xác nhận giao dịch nhanh hơn L1. Về lý thuyết, L2 có thể thiết lập một mạng lưới "bộ sắp xếp phi tập trung" của riêng mình, với các xác thực quy mô nhỏ ký vào các khối mỗi vài trăm mili giây. Tuy nhiên, phương pháp này có rủi ro tiềm ẩn, chẳng hạn như các xác thực có thể ký vào các khối mâu thuẫn.

Để giải quyết vấn đề này, một số người đã đề xuất khái niệm xác nhận trước cơ sở. Phương pháp này tận dụng sự phức tạp của người đề xuất Ethereum, khuyến khích họ cung cấp dịch vụ xác nhận trước. Người dùng có thể trả thêm phí để nhận được đảm bảo ngay lập tức rằng giao dịch sẽ được bao gồm trong khối tiếp theo.

Triển vọng tương lai

Kết hợp tính cuối cùng của khe đơn và công nghệ xác nhận trước, chúng ta có thể thấy một kiến trúc epoch-slot mới:

• Áp dụng công nghệ tương tự như Orbit để giảm số lượng người xác thực trong mỗi khe
• Thời gian khe có thể tăng lên đến 16 giây
• Sử dụng xác nhận trước bằng rollup hoặc xác nhận cơ sở để cung cấp cho người dùng sự xác nhận nhanh hơn

Kiến trúc này khó tránh khỏi vì thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận gần như nhanh hơn nhiều so với việc đạt được tính cuối cùng kinh tế tối đa. Nguyên nhân bao gồm:

1. Sự đồng thuận gần đúng chỉ cần một số lượng nút nhỏ, trong khi tính kinh tế cuối cùng cần sự tham gia của đa số nút.
2. Số lượng nút tăng lên sẽ kéo dài thời gian thu thập chữ ký
3. Tập con nút chuyên nghiệp có thể đạt được thỏa thuận gần hơn nhanh hơn.

Đề xuất chiến lược L2

L2 hiện có ba chiến lược khả thi:

1. Toàn diện dựa trên Ethereum: Tối ưu hóa công nghệ và giá trị của lớp cơ sở Ethereum
2. "Máy chủ có khung blockchain": kết hợp hiệu suất máy chủ và độ an toàn của blockchain
3. Giải pháp thỏa hiệp: Xây dựng chuỗi nhanh, đồng thời tận dụng Ethereum để cung cấp thêm sự an toàn.

Đối với các trường hợp ứng dụng khác nhau, giải pháp phù hợp cũng khác nhau. Một vấn đề then chốt là cấu trúc epoch-and-slot gốc của Ethereum có thể hoạt động tốt đến mức nào. Nếu thời gian slot có thể giảm xuống còn 1 giây, thì giá trị của chiến lược thứ ba sẽ giảm đáng kể.

Hiện tại, chúng tôi vẫn không thể xác định câu trả lời cuối cùng. Mức độ phức tạp của các đề xuất khối vẫn còn nhiều sự không chắc chắn. Những thiết kế mới như Orbit SSF cung cấp nhiều khả năng khám phá hơn. Chúng tôi có nhiều tùy chọn hơn, có thể mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người dùng L1 và L2, đồng thời đơn giản hóa công việc cho các nhà phát triển L2.