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Sei Giga

Sei Giga è una blockchain layer-1 parallelizzata con produzione multi-concorrente che raggiunge oltre 5 gigagas/sec di throughput e una finalità inferiore a 250ms disaccoppiando l'esecuzione dal consenso attraverso l'esecuzione asincrona dei blocchi, l'accordo sullo stato e un'architettura a due livelli che utilizza il consenso Autobahn con strati separati per la disponibilità dei dati e per il consenso.

Autori originali: Benjamin Marsh, Steven Landers, Jayendra Jog

Pubblicato 2026-06-30

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CC BY 4.0

Autori originali: Benjamin Marsh, Steven Landers, Jayendra Jog

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

Il quadro generale: Cos'è Sei Giga?

Immaginate un sistema autostradale trafficato per il denaro digitale e i contratti (blockchain). Il vecchio sistema (Sei v2) era come una strada a corsia singola con un unico agente del traffico (il "leader") che doveva controllare ogni auto, scriverne i dettagli e dare il via libera prima che la successiva potesse muoversi. Questo causava ingorghi.

Sei Giga è un nuovo design di superstrada. Invece di un solo agente, ha molte corsie dove le auto possono entrare simultaneamente. Separa il compito di "decidere l'ordine delle auto" dal compito di "controllare se le auto stiano effettivamente guidando correttamente". Ciò consente all'autostrada di gestire un traffico massiccio (oltre 5 giga) con un ritardo quasi nullo (sotto i 250ms).

1. L'innovazione principale: La strategia "Ordina prima, controlla dopo"

Nel vecchio sistema, l'agente del traffico doveva verificare il motore e la patente di ogni auto prima di lasciarla entrare sulla strada principale. Se il controllo del motore richiedeva troppo tempo, l'intera fila si fermava.

L'approccio di Sei Giga:

Ordina prima: Il sistema concorda rapidamente l' ordine in cui le auto entrano in autostrada. Questo avviene quasi istantaneamente.
Controlla dopo: Una volta stabilito l'ordine, le auto corrono in una "zona di ispezione" parallela (esecuzione asincrona). Gli ispettori controllano i motori e scrivono i registri in background.
La rete di sicurezza: In seguito, gli ispettori inviano una rapida nota di "Via libera" (un digest) alla strada principale. Se tutti concordano che le auto sono in ordine, lo stato viene finalizzato. Se alcuni ispettori non sono d'accordo, il sistema può individuare esattamente quale auto ha causato il problema senza fermare l'intera autostrada.

Analogia: Immaginate un ristorante. Invece di far cucinare, impiattare e servire il pasto tutto in una volta (bloccando la cucina), l'ordine viene preso e scritto immediatamente (consenso). La cucina poi cucina il pasto in parallelo. Il cameriere deve solo confermare che il pasto sia pronto in un secondo momento, non deve aspettare che la cottura finisca prima di prendere l'ordine successivo.

2. Il motore: Consenso Autobahn

Il paper introduce un protocollo chiamato Autobahn.

Il Problema: I vecchi sistemi (come Tendermint) usano un "leader singolo" che propone un blocco. Se quel leader si ammala o rallenta, l'intero sistema aspetta.
La Soluzione: Autobahn è un sistema a Multi-Proposer. Pensatelo come una staffetta in cui ogni corridore ha la propria corsia. Tutti lanciano costantemente i propri "testimoni" (proposte di dati) nella propria corsia.
Il "Tip Cut": Ogni tanto, un arbitro guarda la fine (il "tip") di ogni corsia e scatta una foto (un "cut"). Questa foto prova che tutte quelle corsie contengono dati validi. Poiché le corsie sono indipendenti, l'arbitro può scattare foto di 180 blocchi contemporaneamente, mentre il vecchio sistema poteva gestirne solo 2,5.

3. Gestire gli ingorghi: Il sistema dell' "Ambulanza"

E se l'arbitro (il leader) rimanesse bloccato?

Vecchio modo: Tutti aspettano un timeout, poi vanno nel panico e scelgono un nuovo arbitro. Questo spreca tempo.
Sei Giga (Ambulanza): Il sistema ha una "corsa truccata". L'arbitro principale cerca di finire per primo. Ma, se è lento, gli altri corridori (leader di riserva) hanno già svolto un lavoro utile nelle proprie corsie. Se il referente principale fallisce, il sistema non ricomincia da zero; riprende semplicemente il lavoro che le riserve hanno già iniziato. È come avere un pilota di riserva pronto a prendere il volante istantaneamente senza fermare l'auto.

4. Impedire di "Tagliare la coda" (MEV e Censura)

Nella blockchain, l' "MEV" (Maximal Extractable Value) è come un VIP che corrompe l'agente del traffico per farsi passare davanti agli altri, rubando valore ai conducenti regolari.

La soluzione di Sei Giga:

Mance Socializzate: Nel vecchio sistema, se pagavi una "mancia" a un agente specifico, quell'agente si arricchiva. In Giga, le mance sono accorpate. Tutti coloro che aiutano a mantenere l'autostrada in funzione ricevono una parte delle mance, indipendentemente dalla corsia in cui si trovava la loro auto. Questo rimuove l'incentivo per gli agenti a far passare auto specifiche solo per una tangente.
Gestione dei duplicati: Se un utente invia la stessa transazione a 10 corsie diverse per assicurarsi che venga inserita (resistenza alla censura), il sistema la esegue una sola volta. L'utente riceve un rimborso per le copie extra. Questo evita che gli utenti inondino accidentalmente il sistema, pur mantenendo la loro protezione contro la censura.

5. Il ingrediente segreto: Sedna (Consegna dati privata)

Inviare una transazione a tutti per assicurarsi che venga ricevuta è come gridare il proprio numero di conto bancario in una stanza affollata. È sicuro, ma tutti sentono e le persone potrebbero cercare di rubare il vostro valore prima ancora che possiate muovervi.

Sedna è un nuovo modo per inviare dati:

Invece di urlare l'intero messaggio, lo si divide in pezzi di puzzle e li si consegna a persone diverse.
Nessuno vede l'intero messaggio finché non vengono raccolti abbastanza pezzi per risolvere il puzzle.
Questo mantiene la vostra transazione privata rispetto ai "bot MEV" (ladri) fino all'ultimo secondo, senza rallentare l'autostrada.

6. Il magazzino: Archiviazione

Le vecchie blockchain memorizzano i dati come un albero gigante e aggrovigliato (Albero di Merkle). Ogni volta che si aggiunge una foglia, bisogna ridisegnare l'intero albero. È lento e disordinato.

Sei Giga utilizza un Magazzino Chiave-Valore Piatto (come un enorme foglio di calcolo organizzato).

Scrive i dati direttamente in un registro, come una stampante di ricevute.
Mantiene i dati "caldi" (usati frequentemente) in una RAM veloce (come un cassetto della scrivania) e sposta i dati vecchi in un archivio freddo ed economico (come una cantina).
Questo rende la lettura e la scrittura dei dati incredibilmente veloci, anche quando il sistema sta elaborando petabyte di dati.

7. Prepararsi al futuro: Lo Scudo Quantistico

Il paper affronta una minaccia futura: i Computer Quantistici. Questi supercomputer potrebbero un giorno rompere le serrature digitali (firme) che usiamo oggi.

Il piano:

Prima che arrivi il "Giorno Quantistico", gli utenti possono registrare una nuova "Chiave Quantistica" indecifrabile per i loro account.
Una volta passata la scadenza, le vecchie serrature vengono gettate via. Solo gli account con le nuove Chiavi Quantistiche potranno spostare i propri fondi.
Ciò garantisce che, anche se un computer quantistico dovesse svegliarsi, non possa rubare i vostri fondi perché avete già aggiornato la vostra serratura.

Riassunto

Sei Giga è un aggiornamento della blockchain progettato per essere veloce, equo e massiccio.

Separa l'ordinamento dal controllo per eliminare i colli di bottiglia.
Utilizza corsie parallele invece di un singolo leader per gestire un traffico enorme.
Accorpa le ricompense in modo che nessun singolo validatore possa manipolare il sistema.
Utilizza dati a pezzi di puzzle (Sedna) per mantenere private le transazioni.
Si prepara ai Computer Quantistici consentendo l'aggiornamento anticipato delle chiavi.

L'obiettivo è rendere la blockchain veloce e affidabile come l'internet che usiamo oggi (Web2), ma con la sicurezza e l'equità di un sistema decentralizzato.

Riepilogo Tecnico: Sei Giga v2.0

Problematica

Il documento affronta i limiti delle tradizionali blockchain Proof-of-Stake (PoS) EVM, specificamente l'accoppiamento stretto tra disseminazione dei dati, esecuzione e consenso. In architetture come Tendermint (utilizzata in Sei v2), un singolo leader propone un blocco, i validatori devono scaricare ed eseguire completamente le transazioni, e il consenso viene raggiunto solo dopo questi passaggi. Questa elaborazione sequenziale crea colli di bottiglia nell'esecuzione, limita il throughput e aumenta la latenza, rendendo difficile supportare applicazioni di trading ad alta frequenza che richiedono una finalità sub-secondaria e un throughput massiccio. Inoltre, le architetture Multi-Proposer (MCP) introducono nuove sfide riguardanti la resistenza alla censura, l'estrazione di MEV (Miner Extractable Value) tramite duplicazione delle transazioni e la gestione efficiente della disseminazione delle transazioni senza un mempool globale.

Metodologia

Sei Giga propone un'architettura EVM layer-1 multi-proposer che scinde fondamentalmente la finalità dell'ordinamento (ordering finality) dall'esecuzione e dall'attestazione dello stato. La metodologia si basa su tre cambiamenti architettonici fondamentali:

Protocollo di Consenso Autobahn:
- Parallelismo Multi-Proposer: Invece di un singolo leader, ogni nodo agisce come propositore, creando continuamente catene di proposte di dati in "corsie" (lanes) indipendenti.
- Disponibilità dei Dati (DA) Decoppiata: Il protocollo separa la disponibilità dei dati dall'ordinamento del consenso. I nodi utilizzano le Proofs of Availability (PoA) (che richiedono solo $f+1$ voti in un sistema $3f+1$ ) per certificare che i dati siano accessibili senza richiedere a ogni validatore di scaricare l'intero blocco durante il round di consenso.
- Tip Cuts: Il livello di consenso committa periodicamente un "tip cut", un istantanea che aggrega gli ultimi tip certificati da tutte le corsie. Ciò consente di commettere più blocchi in un singolo istanza di consenso.
- Riduzione della Latenza: Riducendo i round di comunicazione da 3 (Tendermint) a 1,5 tramite il pipelining e i meccanismi di view-change (inclusi il protocollo del leader di backup "Ambulance" per i leader lenti), il sistema raggiunge una finalità di ordinamento sub-250ms.
Esecuzione Asincrona e Attestazione dello Stato:
- Finalità dell'Ordinamento: Il consenso viene raggiunto esclusivamente sull'ordine deterministico delle transazioni. L'esecuzione viene spostata fuori dal percorso critico.
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- Finalità dell'Attestazione dello Stato: Gli esecutori calcolano asincronamente lo stato post-operazione e generano un divergence digest (un hash compatto del log di scrittura). I validatori attestano successivamente questi digest in blocchi successivi.
- Risoluzione dei Conflitti: Se una minoranza di nodi diverge, la catena continua; se la divergenza supera la soglia bizantina, la catena si interrompe. Ciò impedisce agli errori di esecuzione di bloccare il consenso.
Disseminazione delle Transazioni e Mitigazione del MEV:
- Nessun Mempool: Le transazioni vengono incluse immediatamente dai nodi al momento della sottomissione.
- Regola di Merge della Priorità del Tip: Le transazioni sono ordinate in base al tip massimo offerto tra le corsie, con i duplicati scartati. Ciò incentiva i propositori a includere transazioni ad alto valore piuttosto che trattenerle.
- Tip Socializzati: Le commissioni prioritarie (priority fees) vengono raggruppate e distribuite tra i validatori in base allo stake e alla liveness, rimuovendo l'incentivo per i propositori a fare front-running o a duplicare le transazioni per catturare le commissioni.
- Sedna (Disseminazione Privata): Un proposto livello di disseminazione a codifica rateless dove i mittenti trasmettono frammenti codificati a corsie selezionate. Ciò fornisce privacy di pre-inclusione e riduce lo spreco di banda rispetto alla replica completa o ai mempool criptati.
Ottimizzazioni di Archiviazione ed Esecuzione:
- Archiviazione Flat Key-Value: Sostituisce gli alberi di Merkle con un modello flat key-value supportato da un albero LSM per ridurre l'overhead di I/O e migliorare il parallelismo.
- Esecuzione Parallela Block-STM: Utilizza l'Optimistic Concurrency Control (OCC) per eseguire le transazioni in parallelo, effettuando il rollback solo di quelle con conflitti.
- Impegni di Divergenza Lattice Hash: Utilizza l'hashing omomorfico (basato su Lattice) per creare impegni compatti sui log di scrittura, consentendo ai validatori di attestare la correttezza dell'esecuzione senza il re-hashing completo dello stato.
- Incrementali Membership Proofs (BUDs): I Block Update Digests forniscono ai light client testimonianze compatte per valori di chiavi specifici senza richiedere un trie di stato globale.
Migrazione Post-Quantistica:
- Un percorso di migrazione conservativo e basato su tabelle dove gli account esistenti registrano chiavi di verifica post-quantistiche prima di un'altezza di cutoff ( $H_Q$ ). Dopo $H_Q$ , solo gli account con chiavi registrate sono validi, impedendo la creazione di nuovi account classici.

Contributi Chiave

Architettura EVM Multi-Proposer: La prima implementazione di un EVM layer-1 MCP che separa l'ordinamento dall'esecuzione, consentendo un throughput elevato (si dichiara >5 gigagas) e una bassa latenza.
Consenso Autobahn: Un protocollo ibrido che combina la disseminazione dei dati tipo DAG con il consenso di tipo BFT, raggiungendo una finalità di 1,5 round-trip e un miglioramento della produzione di blocchi di 70x rispetto a Tendermint.
Modello di Esecuzione Asincrona: Un design in cui il consenso finalizza l'ordine delle transazioni, mentre l'accordo sullo stato è gestito asincronamente tramite divergence digest, prevenendo i colli di bottiglia dell'esecuzione.
Disseminazione Sedna: Un approccio innovativo alla disseminazione delle transazioni utilizzando la codifica rateless per bilanciare resistenza alla censura, latenza e privacy senza l'overhead dei mempool criptati.
Efficienza di Archiviazione: Un modello di archiviazione flat key-value combinato con impegni di divergenza basati su lattice e BUD per gestire petabyte di dati minimizzando i requisiti hardware dei validatori.
Mitigazione del MEV: Un modello di tip socializzato e regole di merge deterministiche progettati per neutralizzare specifici vettori di MEV MCP, come il furto di duplicati nello stesso tick.

Risultati e Dichiarazioni

Il documento dichiら i seguenti risultati basati su test interni e analisi teorica:

Throughput: Oltre 5 gigagas di throughput sono stati raggiunti internamente in una rete geo-distribuita di 40 nodi in 20 regioni.
Latenza: Finalità sub-250ms sotto assunzioni di sicurezza BFT standard.
Efficienza: Un aumento del throughput di 50x rispetto a Tendermint e un miglioramento di 70x nella produzione di blocchi (180 blocchi contro i precedenti 2,5).
Efficienza del Consenso: Un miglioramento di 2x nell'efficienza del consenso riducendo i round di voto da 3 a 1,5.
Sicurezza: Il sistema mantiene una forte tolleranza ai guasti bizantini (BFT) con $n=3f+1$ repliche, garantendo la sicurezza anche se fino a $f$ nodi sono difettosi.

Significato

Il documento posiziona Sei Giga come un'evoluzione necessaria per l'infrastruttura blockchain per supportare l'uso "stile web2" mantenendo al contempo la sicurezza e la verificabilità di un registro pubblico. La sua importanza risiede in:

Abilitare il Trading ad Alta Frequenza: Limitando il rischio di censura e MEV e fornendo una latenza ultra-bassa, mira a creare un ambiente equo per il trading on-chain.
Scalabilità: Dimostra un percorso per scalare le catene EVM per gestire volumi di transazioni massicci senza sacrificare la finalità o la sicurezza, andando oltre i limiti del consenso a singolo leader.
Decoppiamento Architetturale: Stabilisce un nuovo paradigma in cui l'ordinamento, l'esecuzione e l'attestazione dello stato sono fasi distinte, consentendo l'ottimizzazione indipendente di ciascuna.
Soluzioni MEV Pratiche: Offre meccanismi concreti a livello di protocollo (tip socializzati, Sedna) per affrontare le uniche sfide MEV introdotte dai sistemi multi-proposer, piuttosto che affidarsi esclusivamente a infrastrutture esterne.

Gli autori osservano che, sebbene l'attuale design sia un passo avanti significativo, è una "soluzione temporanea" per quanto riguarda la migrazione post-quantistica e che la piena tokenomics e ulteriori ottimizzazioni (come le alternative PQC complete e la regolazione dei parametri di Sedna) sono rimandate al lavoro futuro.