Ethereum işlem onaylarını hızlandırma: Kullanıcı deneyimini artırmak için yeni çözümler keşfetmek

Blockchain kullanıcı deneyiminin temel unsurlarından biri hızlı işlem onay süreleridir. Son yıllarda, Ethereum bu alanda kayda değer ilerlemeler kaydetmiştir. EIP-1559'un faydaları ve hissenin kanıtına geçişle birlikte sabit blok oluşturma süreleri sayesinde, ana ağda kullanıcıların gönderdiği işlemler genellikle 5-20 saniye içinde onaylanabilmektedir, bu da kredi kartı ödemeleriyle benzer bir deneyim düzeyine ulaşmıştır. Ancak, onay sürelerini daha da kısaltmak hâlâ değerlidir; bazı uygulamalar alt saniye düzeyinde gecikmeler gerektirebilmektedir. Bu makalede, Ethereum'un işlem onay sürelerini iyileştirmek için bazı uygulanabilir çözümleri ele alacağız.

Mevcut Teknoloji Özeti

Tek Yuvalı Nihai

Şu anda, Ethereum'un Gasper konsensüsü katmanlı bir yapı olan slot ve dönem kullanıyor. Her 12 saniyede bir slot, bazı doğrulayıcılar zincir başı üzerinde oy kullanıyor, 32 slot (6.4 dakika ) içinde tüm doğrulayıcıların bir kez oy kullanma fırsatı var. Bu oylar daha sonra PBFT benzeri konsensüs algoritmasındaki mesajlar olarak yorumlanıyor, iki dönem (12.8 dakika ) sonra güçlü ekonomik garantilere sahip nihai sonuç sağlıyor.

Son yıllarda, bu yöntemin sınırlamaları giderek belirgin hale gelmiştir. Öncelikle, karmaşıklığı yüksektir ve slot seviyesinde oy verme ile dönem seviyesinde nihai sonuç arasında birçok etkileşim sorunu bulunmaktadır. İkincisi, 12.8 dakikalık bekleme süresi çok uzundur ve kullanıcı deneyimi olumsuzdur.

Tek slot nihai (SSF), Tendermint benzeri bir mekanizma ile bu mimariyi değiştirmiştir; blok N, blok N+1 oluşturulmadan önce nihai olarak onaylanabilir. Tendermint ile ana fark, "aktif olmayan sızıntı" mekanizmasının korunmasıdır; bu, zincirin %1'den fazla doğrulayıcı çevrimdışı olduğunda çalışmaya devam etmesine ve geri yüklenmesine izin verir.

SSF'nin ana zorluğu, her bir stake edenin her 12 saniyede iki mesaj yayınlaması gerektiğidir, bu da zincir üzerinde büyük bir yük oluşturur. Bu sorunu hafifleten bazı akıllı çözümler olsa da, son zamanlarda önerilen Orbit SSF gibi, kullanıcıların yine de 5-20 saniye beklemesi gerekmektedir.

Rollup ön onay

Son yıllarda, Ethereum rollup merkezli bir yol haritasını takip ederek, temel katmanı L2 protokollerinin veri kullanılabilirliğini ve diğer işlevleri destekleyecek şekilde tasarladı, böylece kullanıcılar için daha geniş ölçekli güvenlik sağladı.

Bu, Ethereum ekosisteminde odak ayrımına yol açtı: L1, sansür direnci, güvenilirlik ve temel işlev geliştirmeye odaklanırken, L2 farklı kültürler ve teknolojiler aracılığıyla doğrudan kullanıcı hizmeti vermektedir. Ancak, L2 kullanıcılarına 5-20 saniyeden daha hızlı onay sunmayı hedeflemektedir.

Teorik olarak, merkeziyetsiz sıralayıcı ağı oluşturmak L2'nin sorumluluğudur. Küçük bir doğrulayıcı grubu her birkaç yüz milisaniyede bir blok için imza atabilir ve varlıklarını teminat olarak yatırabilir. Bu L2 bloklarının başlık dosyaları nihayetinde L1'e yayınlanacaktır.

L2 doğrulayıcıları hile yapabilir: önce B1 bloğunu imzalayıp, ardından çelişkili B2 bloğunu imzalayıp B1'den önce zincire gönderebilirler. Ancak bu, onların yakalanmasına ve stake ettikleri varlıkları kaybetmelerine neden olacaktır. Merkezi versiyonlarının gerçek örnekleri mevcut olsa da, rollup merkeziyetsiz sıralama ağlarının geliştirilmesinde yavaş ilerlemektedir.

Tüm L2'lerin merkeziyetsiz sıralama yapması isteniyor gibi görünmesi pek mantıklı değil, bu, rollup'tan neredeyse tamamen yeni bir L1 oluşturma ile aynı işi yapmasını istemek gibi. Bu nedenle, tüm L2'lerin (ve L1'lerin) Ethereum kapsamındaki paylaşılan bir ön onay mekanizması kullanması önerildi: Temel Ön Onay.

Temel Ön Onay

Temel ön onay varsayımı, Ethereum önericisinin MEV ile ilgilenen karmaşık bir katılımcı olduğudur. Bu yöntem, bu önericileri ön onay hizmeti sağlama sorumluluğunu üstlenmeleri için teşvik ederek uzmanlıklarından yararlanır.

Temel fikir, kullanıcıların ek ücret ödeyerek işlemlerinin bir sonraki blokta yer alacağına dair anlık bir garanti ve yürütme sonuçlarına dair bir beyan alabilecekleri standart bir protokol oluşturmaktır. Eğer öneren taahhütlerini ihlal ederse, ceza ile karşılaşacaktır.

Bu mekanizma yalnızca L1 işlemleri için değil, "tabanlı" rolluplar için de geçerlidir; tüm L2 blokları L1 işlemleri olduğundan, herhangi bir L2 için ön onay sağlayabilir.

Gelecek Perspektifi

Varsayalım ki, tek slot nihailiği gerçekleştirilmiş ve her slotta imzalayan doğrulayıcı sayısını azaltmak için Orbit benzeri teknolojiler kullanılırken, 32 ETH teminat kapı slotunun hedefini de göz önünde bulunduruyoruz. Slot süresi 16 saniyeye kadar uzayabilir ve rollup ön onay veya temel ön onay ile kullanıcıya daha hızlı onay sağlanabilir. Sonuç olarak, bir çağ-slot mimarisi elde edebiliriz.

Bu mimarinin kaçınılmaz olduğu görülüyor, çünkü belirli bir konuda yaklaşık bir konsensüs sağlamak için gereken zaman, maksimum "ekonomik nihaiyet" sağlamaktan çok daha az. Bunun nedenleri arasında düğüm sayısı ve düğümlerin "kalitesi" bulunmaktadır. Eğer uzmanlaşmış bir düğüm alt kümesine dayanarak yaklaşık bir anlaşmaya varabilirsek ve aynı zamanda nihaiyeti belirlemek için tam doğrulayıcı kümesini kullanabilirsek, onay süresi yaklaşık 2 saniyeye düşebilir.

Bu nedenle, dönem-kaset mimarisi doğru bir yön gibi görünüyor, ancak farklı uygulamalar arasında farklılıklar var. Daha güçlü bir dikkat noktası ayrımı oluşturmak, Gasper gibi sıkı bir şekilde entegre etmekten ziyade, iki mekanizma arasında keşfedilmeye değer.

L2'nin strateji seçimi

L2 için şu anda üç makul strateji var:

1. Teknoloji ve anlayış açısından "Ethereum"a dayalıdır, temel katman özelliklerini ve değerlerini optimize eder.
2. "Blockchain iskeleleri ile sunucu" haline gelin, sunucu verimliliğinden tam olarak yararlanın.
3. Uzlaşma: Yaklaşık yüz düğümü olan hızlı bir zincir, Ethereum ek bir birlikte çalışabilirlik ve güvenlik sağlar.

Bazı uygulamalar için 12 saniyelik blok süresi yeterlidir. Diğer uygulamalar için tek çözüm, Çağ - Slot mimarisidir. Üç durumda da, "Çağ" Ethereum'un SSF'sidir, ancak "Slot"lar farklıdır:

1. Ethereum'un yerel çağı - Slot mimarisi
2. Sunucu ön onayı
3. Komite Ön Onayı

Anahtar soru, birinci seçeneğin ne kadar iyi olabileceğidir. Eğer etkisi belirgin olursa, üçüncü seçeneğin anlamı zayıflayabilir. İkinci seçenek her zaman var olacaktır çünkü "temellendirilmiş" çözümler bazı zincir dışı veriler L2 için uygun değildir. Eğer Ethereum'un yerel çağ-şerit mimarisi, şerit zamanını 1 saniyeye düşürebilirse, üçüncü seçeneğin alanı büyük ölçüde küçülecektir.

Şu anda, bu sorunların nihai cevapları belirlenmemiştir. Bir temel belirsizlik, blok önericilerinin ne kadar karmaşık hale geleceğidir. Orbit SSF gibi yenilikçi tasarımlar, bunun gibi başka keşifler için fırsatlar sunar; örneğin, bunu bir dönem içinde dönem olarak ele almak. Seçenekler arttıkça, L1 ve L2 kullanıcılarına daha iyi hizmet verebiliriz, aynı zamanda L2 geliştiricilerinin işlerini basitleştirebiliriz.