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Base、MegaETH與Solana預確認機制：速度、安全與勝者？

區塊鏈技術的不斷演進，各個鏈都在追求更快的交易速度和更好的用戶體驗。Base、MegaETH和Solana分別採用了Flashblocks、Miniblocks和Shreds等預確認機制，旨在提升用戶感知到的交易速度。那麼，這些機制是如何運作的？它們在安全性方面又有哪些考量？誰又能在這場速度與安全的競賽中脫穎而出？本文將深入探討這些問題，為你揭開預確認機制的奧秘。

快速總覽：Flashblocks、Miniblocks與Shreds

Flashblocks、miniblocks和shreds分別代表了Base、MegaETH和Solana鏈上的“預確認”機制。這些機制的核心目標是通過向用戶提供“包含性保證”，讓用戶相信其交易將被包含在下一個區塊中，從而大幅提升用戶體驗。

預確認機制的核心：包含性保證與用戶體驗

傳統的區塊鏈交易需要等待區塊確認，這段時間可能會讓用戶感到延遲。預確認機制則通過在區塊正式確認前，提前向用戶發出“交易確認”信號，來緩解這種延遲感。這種“確認”並非最終的不可逆的，而是建立在對區塊生產者（排序器或驗證者）信任基礎之上的。

Base的Flashblocks：200毫秒的極速體驗

Base目前的區塊確認時間為2秒。雖然這個時間對於某些應用來說已經足夠快，但對於追求極致體驗的用戶來說，仍然存在改進空間。Flashblocks的目標正是將這個預確認時間縮短到驚人的200毫秒，從而提供更流暢的用戶體驗。

Flashblocks如何運作？

Flashblocks的核心在於利用可信執行環境（TEE）來加速交易排序和確認過程。具體來說，其運作流程如下：

1. 交易排序： 排序器在TEE中運行，根據優先費用對交易進行排序。
2. 子區塊生成： 每隔200毫秒，排序器創建一個子區塊（Flashblock），其中包含排序好的交易。
3. 廣播與驗證： 排序器將Flashblock廣播給L2節點。L2節點驗證TEE簽名，並向用戶發出預確認。
4. 本地狀態更新： L2節點將Flashblocks應用於本地狀態，以便快速響應用戶查詢。
5. 區塊編譯與L1提交： 2秒後，排序器編譯一個完整的區塊，生成用於提交給L1的默克爾摘要。
6. 最終確認： 一旦L1最終確認，L2節點會更新它們的硬狀態，完成區塊的最終確認。

Flashblocks的優勢：更快的狀態更新

雖然整個區塊的最終確認仍然需要2秒，但用戶可以在200毫秒內看到狀態更新，這極大地改善了用戶體驗。想象一下，在一個去中心化交易所中，你可以在不到四分之一秒的時間內看到你的交易被執行，這將帶來前所未有的速度感。

MegaETH的Miniblocks：10毫秒的預確認

MegaETH計劃將區塊時間設定為1秒，但他們也認識到，用戶對於速度的追求是永無止境的。因此，他們採用了類似於Flashblocks的預確認機制，並將其稱為“Miniblocks”，目標是實現每10毫秒進行一次預確認。

Miniblocks的設計理念

與Flashblocks類似，Miniblocks的核心思想是在構建區塊的過程中，盡快地將交易信息反饋給用戶。MegaETH排序器在構建區塊時，會按照交易的任意順序輸出交易，並將這些交易打包成Miniblocks。

Miniblocks與Flashblocks的比較

Miniblocks與Flashblocks的主要區別在於預確認的時間間隔。Miniblocks的目標是10毫秒，遠遠快於Flashblocks的200毫秒。這意味著MegaETH的用戶可以體驗到更快的交易反饋。

需要注意的是，與Flashblocks類似，使用Miniblocks時，用戶需要額外信任排序器。此外，Flashblocks還依賴於可信執行環境（TEE）來確保交易排序的公平性，而Miniblocks則沒有這方面的設計。

Solana的Shreds：高速交易的基石

Solana一直以來都是高性能區塊鏈的代表，其快速的交易速度和良好的用戶體驗深受開發者和用戶的喜愛。Solana的預確認機制，稱為”Shreds”，在其中扮演了關鍵的角色。

Shreds的工作原理

Solana的正常區塊時間為400毫秒。在區塊生成過程中，Solana的出塊者會將區塊分割成更小的部分，稱為“Shreds”。然後，出塊者將這些Shreds提交到歷史證明（PoH）中，並將它們傳播到網絡的其他部分。

Solana的預確認速度

其他驗證者一旦收到Shreds，就可以開始復制交易，並在驗證Shreds後立即發送交易（通常少於400毫秒）。這使得Solana的用戶可以體驗到非常快速的預確認速度。

與Base和MegaETH不同，Solana的預確認機制並不需要依賴TEE或其他特殊技術。它利用Solana底層的架構和共識機制來實現快速的交易確認。

預確認的安全性分析

在追求更快的預確認速度的同時，我們也需要關注其安全性。這些預確認機制是否真的安全可靠？我們需要信任哪些假設？

Solana的安全性考量：驗證者的信任

假設一個Solana驗證者從出塊者接收到2個Shreds，但這些Shreds並未成為最終區塊的一部分。這可能由以下兩個原因造成：

1. 出塊者離線： 沒有生成最終區塊，該slot被跳過。在這種情況下，下一位出塊者將接手這些Shreds並將其包含在他們自己的區塊中（在最長的分叉上進行復制）。
2. 出塊者惡意行為： 出塊者向不同的驗證者傳播不同的Shreds，意圖分裂網絡。

因此，Solana的包含性保證簡單來說就是：相信出塊者是非惡意的或腐敗的。

MegaETH的安全性考量：排序器的可靠性

MegaETH只有一個排序器。因此，MegaETH的包含性保證是相信該排序器非惡意的。

其他兩個風險是：

i) 排序器離線： 在這種情況下，當它重新上線時，它將包含預確認的交易。

ii) 以太坊L1發生重組： 任何未最終確認的L2交易將由排序器在新分叉上復制。

Base的安全性考量：TEE環境的安全性

與MegaETH類似，Base的包含性保證也是相信排序器非惡意的，並且TEE（可信執行環境）是安全的。

然而，即使TEE被黑客入侵，唯一能改變的是交易的優先級順序。

總結：更快的速度，更高的風險？

在所有情況下，用戶都可以獲得更快的預確認，但風險在於出塊者可能存在腐敗。

由於單個區塊的出塊者在任何給定時間對區塊的構建具有壟斷權，因此假設腐敗行為在每次區塊的構建中具有相同概率是合理的。

L2區塊鏈的“區塊時間”：意義何在？

L1區塊鏈擁有共識機制，而大多數L2區塊鏈則沒有。那麼，對於L2區塊鏈來說，“區塊時間”究竟意味著什麼？

L1與L2區塊鏈的區別

在L1公鏈中，固定的區塊時間能夠提升共識效率，因為驗證者的投票行為集中在區塊生成的關鍵時間節點進行。驗證者會通過投票確認整個區塊內所有交易的正確性。

L2區塊時間的價值

盡管L2的區塊時間可自由設定且僅代表”預確認”而非最終確定性，但固定區塊時間仍具備以下關鍵價值：

• 費用機制效率： 實施類似EIP1559的費用機制時，在區塊層級進行操作，相比頻繁的子區塊/閃存塊層級（miniblock/flashblock）會顯著提升執行效率。

• 去中心化排序與驗證： 若L2計劃實現去中心化的排序與驗證流程，設定明確的區塊邊界能夠顯著提升效率，因為投票和驗證行為可在特定時間窗口內集中完成。

  結論：亞秒級預確認的未來

隨著區塊鏈技術的不斷發展，更快的亞秒級預確認將成為常態。Base、MegaETH和Solana等鏈的預確認機制，都代表著這種趨勢。

最終勝出的主鏈不僅要提供極速的交易體驗，還需要確保腐敗行為發生的概率被有效抵制。如何在速度和安全之間取得平衡，將是未來區塊鏈發展的重要課題。