探讨以太坊提升交易确认速度的可行方案

区块链用户体验的一个关键因素是交易确认时间。以太坊在这方面已有显著进步，目前L1上的交易通常能在5-20秒内确认，与信用卡支付相当。然而，进一步缩短确认时间仍有价值，某些应用甚至需要亚秒级的延迟。本文将探讨以太坊改善交易确认时间的几种可能方案。

现有技术概述

单槽最终性

当前以太坊的Gasper共识机制采用槽和周期的结构，每12秒一个槽，32个槽组成一个周期。验证者在每个槽对链头进行投票，两个周期后达成最终性。这种方法存在复杂性问题，且12.8分钟的最终确认时间过长。

单槽最终性（SSF）提议采用类似Tendermint的机制，每个区块在下一个区块生成前就能达成最终性。但这要求每个质押者每12秒发布两条消息，给网络带来较大负载。尽管有一些优化方案，如Orbit SSF，但用户仍需等待5-20秒才能确认交易。

Rollup预确认

以太坊采用以rollup为中心的路线图，L2协议可为用户提供更快的确认时间。理论上，L2可以建立自己的去中心化排序器网络，每几百毫秒就为区块签名一次。但这对L2来说是一项巨大的工作。

基础预确认

基础预确认利用以太坊提议者的复杂性，创建一个标准化协议，用户可以支付额外费用来获得交易被包含在下一个区块的即时保证。如果提议者违反承诺，将面临惩罚。这种机制可以为L1和L2交易提供预确认。

未来可能的架构

假设实现了单槽最终性，并使用类似Orbit的技术减少每个槽的验证者数量，同时延长槽时间到16秒。结合rollup预确认或基础预确认，我们可能会得到一个新的epoch-slot架构。

这种架构反映了一个深层次的哲学原因：达成大致共识所需的时间比达成最大程度的"经济最终性"要少。这主要是由于节点数量和节点"质量"的差异。

L2的策略选择

L2目前有三种主要策略：

1. 完全基于以太坊的技术和价值观
2. 作为"带区块链脚手架的服务器"
3. 折中方案：拥有约100个节点的快速链，由以太坊提供额外安全性

对于不同的应用场景，这三种策略各有优势。关键问题是以太坊原生的epoch-and-slot架构能做到多好，特别是如果能将slot时间缩短到1秒，那么第三种策略的空间就会大大缩小。

结语

目前，我们离这些问题的最终答案还有一段距离。区块提议者的复杂程度仍存在不确定性。像Orbit SSF这样的新设计为epoch-and-slot架构提供了更多可能性。探索更多选项不仅能为L1和L2用户带来更好的体验，还能简化L2开发者的工作。