Sei Giga
Sei Giga 是一个多并发生产者并行化的 EVM 第一层区块链,通过异步区块执行、状态共识以及利用具有独立数据可用性和共识层的 Autobahn 共识的双层架构,将执行与共识解耦,从而实现了超过每秒 5 Gigagas 的吞吐量和低于 250 毫秒的最终确定性。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
以下是关于 Sei Giga v2.0 论文的解释,已将其翻译为使用日常类比的简单语言。
大局观:什么是 Sei Giga?
想象一个用于数字货币和合约(区块链)的繁忙高速公路系统。旧系统(Sei v2)就像是一条单车道的收费公路,一名交通警察(“领导者”)必须检查每一辆车,记录细节,然后给出绿灯,下一辆车才能移动。这会导致交通拥堵。
Sei Giga 是一个新的、超级高速公路的设计。它不再只有一个警察,而是拥有许多车道,车辆可以同时进入。它将“决定车辆顺序”的任务与“检查车辆是否行驶正确”的任务分离开来。这使得高速公路能够处理海量交通(超过 5 gigagas),且几乎没有延迟(低于 250 毫秒)。
1. 核心创新:“先排序,后检查”策略
在旧系统中,交通警察必须在让车进入主路之前,检查每辆车的引擎和驾照。如果引擎检查耗时过长,整条线就会停滞。
Sei Giga 的方法:
- 先排序: 系统快速就车辆进入高速公路的顺序达成一致。这个过程几乎是瞬间完成的。
- 后检查: 一旦顺序确定,车辆就会驶入一个并行的“检查区”(异步执行)。检查员在后台检查引擎并记录日志。
- 安全网: 稍后,检查员会向主路发送一条快速的“通行确认”(摘要)。如果大家都认为车辆没问题,状态就会被最终确定。如果少数检查员有异议,系统可以精准定位是哪辆车出了问题,而不会停止整个高速公路的运行。
类比: 想象一家餐厅。厨师不是一次性完成做菜、摆盘和上菜(阻塞厨房),而是立即记录订单(共识)。随后,厨房并行地进行烹饪。服务员只需要在稍后确认菜品准备就绪即可,不需要等待烹饪完成才去接下一个订单。
2. 引擎:Autobahn 共识
论文引入了一个名为 Autobahn 的协议。
- 问题: 旧系统(如 Tendermint)使用“单一领导者”来提议区块。如果该领导者生病或变慢,整个系统都会等待。
- 解决方案: Autobahn 是一个**多提议者(Multi-Proposer)**系统。把它想象成一场接力赛,每个跑步者都有自己的跑道。每个人都在不断地将自己的“接力棒”(数据提议)投入到自己的跑道中。
- “切片”(Tip Cut): 每隔一段时间,裁判会查看每个跑道末端(“尖端/tip”)的情况并拍下一张照片(“切片/cut”)。这张照片证明了所有这些跑道都有有效的数据。因为跑道是独立的,裁判可以一次性拍摄 180 个区块的照片,而旧系统只能处理 2.5 个。
3. 处理交通拥堵:“救护车”系统
如果裁判(领导者)卡住了怎么办?
- 旧方式: 所有人都在等待超时,然后陷入恐慌并挑选新的裁判。这浪费了时间。
- Sei Giga (救护车): 系统有一个“预设好的比赛”。主裁判尝试率先完成。但如果主裁判变慢,其他跑步者(备份领导者)已经在自己的跑道上做了有用的工作。如果主裁判失败,系统不会从头开始,而是直接接手备份人员已经完成的工作。这就像有一个随时准备好接手方向盘的备份司机,无需停车即可无缝衔接。
4. 防止“插队”(MEV 与 审查)
在区块链中,“MEV”(最大可提取价值)就像是一个 VIP 通过贿赂交通警察来让自己的车插在其他人前面,从而窃取普通驾驶员的价值。
Sei Giga 的修复方案:
- 社会化小费(Socialized Tips): 在旧系统中,如果你向特定的警察支付“小费”,那个警察就会致富。在 Giga 中,小费是**汇总(Pooled)**的。无论你的车是在哪个车道,所有帮助维持高速公路运转的人都能分享小费。这消除了警察为了收受贿赂而让特定车辆插队的动机。
- 重复处理: 如果用户为了确保交易被执行,向 10 个不同的车道发送了相同的交易,系统只会执行一次。用户会收到多余副本的退款。这防止了用户在确保防审查的同时,也不会意外地淹没系统。
5. 秘密武器:Sedna(私密数据传输)
为了确保交易被执行而向所有人发送交易信息,就像在拥挤的房间里大声喊出你的银行账号一样。虽然安全,但所有人都能听到,人们可能会在你行动之前试图窃取你的价值。
Sedna 是一种新的发送数据的方式:
- 你不是喊出整个消息,而是将消息分解成拼图碎片,并将它们交给不同的人。
- 在收集到足够的碎片来解开拼图之前,没有任何单个人能看到完整的消息。
- 这使得你的交易在最后时刻之前,对“MEV 机器人”(窃贼)保持私密,且不会减慢高速公路的速度。
6. 仓库:存储
旧的区块链像一棵巨大的、纠缠在一起的树(默克尔树/Merkle Tree)来存储数据。每当你添加一片叶子,你都必须重画整棵树。这既慢又混乱。
Sei Giga 使用扁平键值存储(Flat Key-Value Store)(就像一个组织有序的巨大电子表格)。
- 它直接将数据写入日志,就像收据打印机一样。
- 它将“热”(频繁使用)数据保存在快速的 RAM 中(像抽屉里的东西),并将旧数据移至廉价的冷归档中(像地下室里的东西)。
- 这使得即使在处理拍字节(PB)级数据时,读写速度也极其惊人。
7. 面向未来:量子盾牌
论文讨论了一个未来的威胁:量子计算机。这些超级计算机有一天可能会破解我们今天使用的数字锁(签名)。
计划:
- 在“量子时代”到来之前,用户可以为自己的账户注册一个新的、不可破解的“量子密钥”。
- 一旦截止日期过后,旧的锁将被丢弃。只有持有新量子密钥的账户才能移动资金。
- 这确保了即使量子计算机觉醒,它也无法偷走你的资金,因为你已经升级了你的锁。
总结
Sei Giga 是一个旨在实现快速、公平且大规模的区块链升级。
- 它将排序与检查分离,以消除瓶颈。
- 它使用并行车道而非单一领导者来处理海量交通。
- 它汇总奖励,使单个验证者无法操纵系统。
- 它使用拼图式数据(Sedna)来保持交易的私密性。
- 它通过允许早期密钥升级来应对量子计算机。
其目标是让区块链的使用体验像我们今天使用的互联网(Web2)一样快速可靠,同时具备去中心化系统的安全性和公平性。
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