區塊鏈技術的進步與挑戰

區塊鏈技術自比特幣誕生以來已經取得了長足的進步。隨着遊戲和NFT等新應用場景的出現，業界正在不斷探索提高技術效率的方法，特別是在處理高負載和提供實時延遲方面。L1區塊鏈面臨兩大主要挑戰:一是需要在保持低延遲的同時實現高吞吐量，二是確保共識協議長期穩定。在解決這些挑戰的同時，還應該通過驗證節點的動態參與和重新配置來保持去中心化。

實現高吞吐量的一種方法是使用基於DAG的共識協議。這些協議使區塊鏈能夠同時處理大量交易，非常適合遊戲和NFT等應用場景。然而，基於DAG的協議會導致幾秒鍾的延遲，對於普通轉帳或遊戲操作來說時間成本較高。

另一方面，無共識協議在減少延遲和擴展方面顯示出巨大的潛力。這些協議消除了對共識的需求，允許快速處理交易，而無需對並行處理的獨立交易進行總排序。但是，它們僅限於一類受限的簡單區塊鏈操作，這限制了可以實現的智能合約，並且重新配置動態變化的驗證者集可能具有挑戰性。

盡管這些方法具有潛力，但目前它們主要停留在學術研究階段，還未被廣泛應用於生產環境。有一種新的協議結合了基於DAG的共識和無共識的方法，以實現兩全其美：亞秒級延遲和每秒數千筆交易的持續吞吐量。該協議完成了這兩個任務，並保持了在共享對象上表達復雜合約、生成檢查點以及跨時期重新配置驗證者集的能力。

創新的混合方法

這種新協議採取了一種獨特的方法，將上述兩種方法結合起來。爲了確保對單個所有者擁有的資產（擁有的對象）進行操作的安全性，系統在驗證者之間採用了一致的廣播協議，這導致延遲低於共識。該協議僅依靠共識來處理在共享對象上運行的復雜智能合約，即任何用戶都可以改變的對象。它還支持網路維護操作，例如定義檢查點和重新配置驗證器。在復制的拜佔庭環境中處理交易時，這種新穎的策略提供了兩全其美的方法。

交易處理流程

在這個新協議中，擁有私鑰的用戶創建並簽署用戶交易，以改變他們擁有的對象，或者他們擁有的對象和共享對象的混合體。交易被發送到每個驗證節點，驗證節點執行一系列有效性和安全性檢查，對其進行籤名，並將已籤名的交易返回給客戶端。客戶端收集來自絕大多數驗證節點的響應以形成交易證書，此時交易可以被認爲是不可逆的。

證書組裝完成後，將被發送回所有驗證節點，驗證節點檢查其有效性並向客戶確認收到。如果交易涉及獨佔對象，交易證書可以立即處理並執行，無需等待共識引擎。所有證書都轉發到基於DAG的共識協議。共識最終輸出證書的總順序；驗證節點檢查並執行包含共享對象的那些交易，客戶可以收集絕大多數驗證節點的響應，將它們組裝成一個效果證書，並將其用作交易結算的證明。隨後，爲每個共識提交形成檢查點，這也用於驅動重新配置協議。

其他重要特性

除了主要交易流程外，該協議還提供了許多設施來支持生產級區塊鏈：

1. 實施檢查點協議，產生系統中所有交易的因果歷史，用於完整的審計和保持節點同步。

2. 支持在每個時期結束時重新配置，此時驗證者集及其投票權可能會發生變化。

3. 在時期結束時安全地"解鎖"錯誤鎖定的資產，將漏洞的損害降到最低。

這種新的協議爲區塊鏈提供了一種高效、安全和靈活的解決方案，有望推動區塊鏈技術在更廣泛的應用場景中的應用和發展。