Sei：如何在最具挑战性的情况下确保最佳性能？

主要内容

• 继 Terra 和 FTX 事件之后，区块链行业经历了一场以以太坊和 rollup 网络为中心的市场改革。

• 在这种市场形势下，Sei Network 声称自己是一条快速的单片 Layer 1 链。

• 最终，对于一个区块链来说，要取得成功，需要被大量用户轻松采用，这就需要可扩展性和链的稳定性。

• Sei Network 开发了 Twin Turbo Consensus，以实现世界上最快的最终确认性，同时保持稳定。

• 现在，随着主网发布临近，人们对 Sei Network 能够提供的性能表现出浓厚的兴趣。

1. 区块链行业的最新趋势，但 Sei 除外。

SEI Network 的主网即将上线，它将成为世界上最快的区块链之一，也是单片区块链的领先范例。SEI Network 的主网计划至今已被推迟，于 2023 年 8 月 1 日宣布将在全球最大的交易所币安上开设 SEI Network 的启动池。此外，币安于 8 月 15 日透露，将正式上线 SEI Network 的代币 SEI，这正式确认了 SEI Network 的主网发布已不远。随着 SEI Network 主网发布的临近，让我们简单回顾一下之前 Four Pillars 报道过的 SEI Network，了解 SEI Network 的理念以及该网络最近的成就。

1.1 Rollup 的时代

继 Terra 和 FTX 事件之后，区块链行业经历了一场以以太坊和 rollup 网络为中心的市场改革。由于 Terra 和 Solana 将自己定位为以太坊的竞争对手，但要么已经崩溃，要么严重衰退，因此“不再需要新的 Layer 1 区块链”的观点已成为主流意见。这种市场形势进一步加强了本已强大的以太坊生态系统，随着更多的力量被注入到以以太坊采用的 rollup 为中心的多链生态系统中，2022 年至 2023 年这段时间可以恰当地称为“Rollup 时代”。在此期间，rollup 链、Layer 2 解决方案和一些模块化区块链受到了极大的关注。以下是众多 rollup 中的几个具有代表性的项目：

1.1.1 Optimism 与 OP Stack

当 Coinbase 宣布通过 OP Stack 实现了其下一个区块链 BASE Chain 时，OP Stack 受到了极大的关注，Coinbase 是与币安并列的世界上最大的交易所之一。OP Stack 是一种开源代码，它提供了构建 Optimistic Rollup 的能力。通过使用它，可以非常容易地创建 rollup 链。它可以被看作是一种 Optimistic Rollup 的软件开发工具包（SDK）。最近，由被称为 Chat GPT 之父的 Sam Altman 共同创立的 Worldcoin 也在 Optimism 主网上推出，表明他们支持 OP Stack 的多链愿景。由于 Coinbase 和 Worldcoin 这两家知名公司积极地使用 Optimism 和 OP Stack，因此使用 OP Stack 构建 Optimistic Rollup 链的需求持续增长。（有关更多详细信息，请阅读 Xpara 的 OP-Stack 文章）。

1.1.2 ZK Sync 与 ZK Stack

Optimism 是一个构建 Optimistic Rollup 的 rollup，它通过欺诈证明验证交易，而 ZK Sync 构建 ZK Rollup，它通过有效性证明验证交易。即使它们都是 rollup，但它们的方法论有明显的不同。目前，由于长期以来的技术进步，ZK Sync 不仅成为以太坊生态系统中第三大 Layer 2 rollup，还在 2023 年 6 月宣布了 ZK Stack，类似于 Optimism 的 OP Stack，从而进入了 SDK 之战。当然，由于尚未推出，因此还没有值得注意的用例。然而，对于那些希望构建 rollup 的人来说，现在有 OP Stack 的另一种选择这一事实表明，rollup 市场未来可能会变得多么激烈。（有关更多详细信息，请阅读 Xpara 的 ZK-sync 文章）。

除了这两个项目之外，区块链市场充斥着关于 rollup、Layer 2 和模块化区块链的讨论，因为各种基础设施（如 RaaS (Rollup as a Service)）的开发简化了 rollup 的创建。那么，现在构建 Layer 2 是最终的解决方案了吗？尝试创建新的 Layer 1 是否已成为毫无意义的努力？至少 SEI Network 似乎不这么认为。

1.2 SEI 的反向押注，单片 L1 链：为什么他们没有选择 Layer 2？

(Jay(Sei 联合创始人)对 Rollup 和 L2 的看法 | 来源：Jay)

在任何行业中，当某项特定技术受到关注时，不可避免地会出现人才向该技术的集中。然而，在盲目接受这些技术之前，有必要进行批判性思考。Jay 的观点是，构建 rollup 并不是解决区块链技术目前面临问题的直接方案，这一说法值得业内人士深思。或许，在某些方面，rollup 可能是一个被滥用的术语，用于巧妙地欺骗那些对“Layer 1 区块链”一词感到反感的人。

当然，rollup 和 Layer 1 区块链在所有方面并不完全相同。但是，根据正在构建的应用程序和资产的类型，Layer 1 和 rollup 可能具有相似的属性。由于 Optimistic rollup 上发行的所有资产不受以太坊保护，如果衡量链成功的标准是“许多用户应该能够毫无不便地使用它”，那么从 SEI Network 的角度来看，构建 Layer 1 似乎与构建 rollup 一样有价值。

据说 Sei Labs 最初考虑将 Sei Network 构建为以太坊上的 Layer 2。然而，由于可扩展性的明显限制以及 Layer 2 rollup 中固有的单个排序器的问题，他们选择了 Layer 1。

等等，可扩展性问题？rollup 不是作为解决以太坊面临的固有可扩展性问题的方案而引入的吗？

虽然模块化区块链的支持者将 rollup 视为解决可扩展性问题的方案，但从 Sei Labs 的角度来看，rollup 仍然是一种模棱两可的替代方案。毕竟，rollup 仍然需要将处理后的数据记录到以太坊的区块中。而且由于以太坊区块没有无限的空间，因此它们可以处理的交易数量存在明显的上限。

1.2.1 让我们计算一下 rollup 可以处理的最大 TPS（每秒交易数）。

以太坊区块的目标大小约为 1500 万 gas。要验证以太坊中的 1 字节数据，需要 16 gas。这意味着以太坊每个区块验证和处理大约 937,500 字节的数据 (15,000,000/16)。如果我们假设一个非常“简单”的 rollup 交易在批量提交给以太坊时使用 12 个字节（这个数字因 rollup 和交易类型而异，但这个估计是基于 Vitalik 对在 rollup 中执行的 ETH 转移的计算），那么以太坊区块可以处理的 rollup 交易数量为 78,125 (937,500/12)。鉴于以太坊的区块时间约为 13-15 秒，将 78,125 除以 13-15 秒，得出最大值为 6,000 TPS，最小值为 5,208 TPS。但是，此计算假定以太坊的区块空间专门用于 rollup。别忘了，以太坊区块链也可以作为独立的单片区块链运行。像 Uniswap 和 Opensea 这样的应用程序目前在以太坊基础层上运行。这意味着 rollup 也在与以太坊原生应用程序争夺区块空间。因此，rollup 可以达到的 TPS 上限很可能低于 5,000。即使引入 Proto Dank Sharding，TPS 上限也不会显着增加。虽然 Dank Sharding 可能会带来显着增长，但其实现将需要相当长的时间。

由于这些原因，Sei 选择了构建具有自己共识机制和区块时间的 Layer 1 解决方案，而不是依赖于 rollup（以及 ETH 或 Celestia）。当然，为了让许多用户无缝地使用它，网络必须非常快，同时还要确保区块链固有的安全性。那么，Sei 究竟是如何构建其网络的，它到底有多快？

2. Sei Network 简介

SEI Network 通常被视为专门从事交易的 Layer 1 区块链，但实际上它是一个通用区块链。虽然 SEI 有自己的“订单匹配引擎”，但将 SEI Network 描述为具有增强交易基础设施的通用区块链更为准确。这是因为交易资产被认为是区块链技术的基本特征之一。此外，除了其内部增强的交易基础设施外，SEI 还拥有令人印象深刻的速度，在“最终确认时间”方面超过了许多其他区块链。因此，更重要的是检查 SEI 用于实现此速度的共识机制。

2.1 Twin-Turbo Consensus：是什么让 Sei 如此之快？

Twin Turbo Consensus 可以理解为配备了两个涡轮增压器的共识机制，这两个涡轮增压器分别是 SEI Network 强调的 智能区块传播 和 乐观区块处理。这些发挥什么作用，它们如何提高 SEI 的速度？

2.1.1 智能区块传播

在传统的区块链中，区块传播包括两个步骤：

1. 当用户发起交易时，节点接收并验证交易，将其添加到其内存池，并将此交易传播到其他节点。

2. 经过验证的交易由领导者（PoW 中的矿工节点，BFT 中的区块提议者）包含在一个区块中。然后，该区块在整个网络中传播。只有当所有节点收到此区块时，才能认为交易已成功处理。

然而，这种传统方法效率低下，因为相同的交易被传输了两次：首先是在交易传播期间，然后在区块传播期间。这导致了网络带宽的浪费。

为了解决这个问题，SEI Network 引入了一种机制，其中区块提议者传播一个包含交易的哈希值和一个引用完整区块的区块 ID 的提议，而不是实际的交易数据。哈希值是通过哈希函数处理的原始交易数据的摘要，它的大小较小。区块提议者首先将区块提议传播到网络，然后逐步分部分地传播完整的区块。

通过这种高效的传播过程，如果节点验证它们持有与哈希值对应的交易，则它们可以重建其本地内存池以形成区块，而无需等待完整区块到达。如果缺少任何交易，它们将等待整个区块到达以处理交易。

SEI 通过这种区块传播过程成功地将网络性能提高了约 40%。 （此外，正如稍后提到的，SEI 通过智能区块传播将最终确认性降低到 210 毫秒，。）

2.1.2 乐观区块处理

（传统区块处理（上）与 SEI 的区块处理（下））

在 SEI 的乐观处理之前，必须先建立对区块的共识，然后才能处理该区块。然而，SEI 在收到区块后立即开始处理，同时处理 Prevote 和 Precommit。这种结构可能看起来有潜在的风险，但由于 Prevote 和 Precommit 过程也在区块处理期间执行，因此如果在此过程中区块被认为无效，则可以简单地将其丢弃并重新启动该过程。因此，这不是一个大问题。SEI Network 没有省略传统的共识过程，而是并行处理这些过程。

SEI 通过乐观区块处理成功地将网络性能提高了约 33%。

2.2 交易并行化

SEI 还与 Twin Turbo Consensus 一起执行交易并行处理，这里重要的是找出哪些交易可以并行处理。并非所有交易都可以并行处理，因为显然存在相互影响的交易。最终，为了实现安全的交易并行处理，找到具有潜在冲突的交易非常重要。SEI 通过有向无环图 (DAG) 预先识别交易之间的关系，如果确认这些交易彼此独立，则它们并行处理这些交易。通过这种方式，SEI 能够每秒处理 20,000 个订单。

3. 仍然渴望速度：Sei 如何额外减少最终确认时间。

3.1 什么是最终确认性？为什么它很重要？

在计算区块链的性能和可扩展性时，许多人经常考虑 TPS（每秒交易数），但实际上，TPS 可能是一个相当模糊的指标。这是一个解释原因的示例。假设区块链 A 可以在一个区块中包含总共 600,000 笔交易。但是，如果区块链 A 创建一个区块需要 1 分钟，那么 TPS（= 区块中的交易数 / 区块时间（秒））将为 10,000，但实际上，由于将 600,000 笔交易包含在网络中需要 1 分钟，因此不能将其视为实时处理每秒 10,000 笔交易。TPS 仅仅是将区块链的处理能力除以秒数的数字，因此表面上的 TPS 可能与用户的感受不同。

我的例子可能并不极端，但即使你大幅增加每个区块的交易数量并将区块时间延长到 1 小时，TPS 仍然可能非常高（尽管用户必须等待 1 小时才能将交易包含在网络中）。因此，如今在讨论区块链的可扩展性时，似乎 TTF（最终确认时间）这个指标比 TPS 使用得更多，TTF 指标表示交易被确认所需的时间。特别是对于像 SEI 网络这样专注于金融交易的 Layer 1 链，交易被立即处理并反映在网络中至关重要，因此尽可能缩短 TTF 非常重要。

3.2 将 Sei 与其他区块链进行比较

通过上面解释的 Twin Turbo Consensus（尤其是通过智能区块传播），SEI 网络成功地将最终确认性降低到大约 250 毫秒。这是现有区块链中最快的最终确认性，实际上可以被认为是用户感知的接近即时最终确认性。当然，这是在非常积极的情况下实现的最终确认性，并且在 SEI 测试网 Atlantic-2 上进行多次尝试时，最稳定的最终确认时间为 410 毫秒。他们成功地将最终确认性降低到 250 毫秒，但某些节点难以维持网络，并且像 RPC 节点这样的基础设施参与者也在滞后。这是不可避免的，因为从本质上讲，区块链节点遍布全球，因此在传播和通信方面肯定会存在困难。那么，如何在降低最终确认性的同时包含所有这些节点？

3.3 Sei 优化：即使在最保守的情况下也是最快的

为了解决上述问题，SEI Network 在共识过程中将提交超时时间增加了大约 100 毫秒。

(Sei 增加了额外的 100 毫秒提交超时时间 | 来源：Sei github)

实际上，100 毫秒可能不是最佳时间（这是一个非常保守的环境）。提交超时时间可能会在未来根据网络状况而缩短，但目前，在此测试网中，添加的超时时间为 100 毫秒。有了这个，他们能够实现比没有超时时间可以实现的稳定 410 毫秒更快的 380 毫秒的最终确认性。有趣的是，即使有 100 毫秒的超时时间，SEI 仍然实现了现有区块链中最快的最终确认性。根据未来的网络状况和对添加的超时时间的调整，SEI 的最终确认性可能会进一步降低。SEI 的最终确认性是在保守的环境中实现的，但比其他现有区块链的最终确认性更快，这一事实非常有趣。

4. SEI 的未来

实际上，SEI 主网的启动几乎已被确认，但在过去一年中一直被不断延迟，直到最近才最终确定。由于我不隶属于 SEI 基金会，因此我无法准确解释 SEI 主网被延迟的原因，但我从我对 SEI 的研究中学到的一个事实是，SEI 一直在努力提高网络性能。似乎他们一直在延迟主网的启动，以实现他们理想的最终确认性。当然，减少最终确认时间至关重要，但更重要的是网络在稳定环境中运行的程度。SEI 在过去一年中专注于网络改进，推迟主网是为了确保速度和稳定性。

当然，主网发布后，可以认为它与测试网不同的环境，具有许多外部变量，因此无法确认在测试网中实现的性能可以直接延续。但是，由于测试网环境设置为尽可能保守，因此在主网启动后立即实现快速最终确认性的可能性很高。

高稳定性和速度 - 如果 SEI 网络能够实现这两点，它就可以创造一个让许多用户可以毫无不便地使用区块链的环境。最终，无论是 Layer 1 还是 Layer 2，都需要大量用户使用它才能成功，因此 SEI 主网的启动引起了区块链行业参与者的极大兴趣。作为一个更喜欢单片区块链方法而不是模块化区块链方法的人，我衷心希望 SEI 能够成功，并为 Layer 1 竞争带来新的开始。

感谢 Kate 为本文设计图表。

• 原文链接： 4pillars.io/en/articles/...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～