イーサリアムの取引確認速度の最適化スキームに関する議論

ブロックチェーンのユーザーエクスペリエンスにおいて、取引確認時間は重要な要素です。イーサリアムは過去数年間にEIP-1559やPoSへの移行などの措置を通じて、取引確認時間を5〜20秒に短縮し、クレジットカード決済に匹敵するようになりました。しかし、確認時間をさらに短縮することには依然として価値があり、特定のアプリケーションではサブ秒レベルの遅延が必要です。本稿では、イーサリアムが取引確認時間をさらに最適化するための実行可能な方案について探ります。

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先行技術の概要

単一スロットの最終性

現在イーサリアムはGasperコンセンサスメカニズムを採用しており、12秒ごとにスロットが生成され、32のスロットで1エポックを構成します。バリデーターはチェインヘッドに投票し、2エポック後に最終性に達します。このメカニズムには複雑性が高く、最終性の時間が長い(12.8分)などの問題があります。

単一スロット最終性(SSF)は、Tendermintコンセンサスに似ており、各ブロックは次のブロックが生成される前に最終性を達成できます。主な課題はネットワークの負荷が大きく、各バリデーターが12秒ごとに2つのメッセージを発信する必要があることです。Orbit SSFのような最適化策がいくつかありますが、ユーザーは取引の確認に5〜20秒待つ必要があります。

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ロールアップ事前確認

イーサリアムはrollupを中心としたスケーリングルートを採用しており、L2ソリューションはユーザーにより迅速な確認を提供する必要があります。理論的にはL2は独自の「分散化されたオーダラー」ネットワークを構築でき、数百ミリ秒ごとにブロックを署名します。しかし、これはL2に新しいL1を作成するのとほぼ同じ作業を要求し、実際の進行は遅れています。

基本事前確認

この提案は、イーサリアムのブロック提案者の複雑性を利用して、彼らに事前確認サービスを提供するように促します。ユーザーは追加料金を支払うことで、取引が次のブロックに含まれるという即時の保証を得ることができます。提案者が約束を破った場合は罰せられます。このメカニズムは、L1およびイーサリアムに基づくL2に事前確認を提供できます。

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可能なアーキテクチャソリューション

単一スロットの最終性が実現され、Orbitに似た技術で各スロットの署名検証者数を減らし、同時にロールアップの事前確認または基礎事前確認を使用してより速い確認を提供することを仮定します。最終的に得られるのは、エポック-スロットのアーキテクチャです:

• エポック:16秒,単一スロット最終性メカニズムによって保証される
• スロット：約2秒、専門化されたノードのサブセットによって近似コンセンサスが達成される

このアーキテクチャは、非中央集権、最終性、迅速な確認のニーズのバランスを取ることができます。L2は次の戦略を採用できます:

1. 完全にイーサリアムに基づき、基盤層の属性と価値観を最適化する
2. "ブロックチェーンの足場を持つサーバー"のように、サーバーの効率を保ちながらオンチェーンの利点を得る
3. 妥協案: 約100のノードを持つ高速チェーンで、エーテルによって追加のセキュリティが提供されます

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異なるアプリケーションシーンに応じて、異なるスロットメカニズムを選択できます:

• イーサリアム原生epoch-slotアーキテクチャ
• サーバープリ確認
• 委員会事前確認

もしイーサリアムのネイティブアーキテクチャがスロット時間を1秒に短縮できれば、第三の選択肢の意義は小さくなる。しかし、オフチェーンデータのL2(であるplasmasやvalidiums)は依然として第二の選択肢を必要とする。

現在、私たちは最終的な解決策からまだ距離があります。重要な問題には、ブロック提案者の複雑さ、新しい設計であるOrbit SSFの可能性などが含まれます。より多くのオプションを探求することは、L1およびL2のユーザー体験を改善し、L2の開発作業を簡素化するのに役立ちます。

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