區塊鏈技術的新突破：高吞吐量與低延遲的平衡之道

區塊鏈技術自比特幣誕生以來已經取得了顯著進展。隨着遊戲和NFT等新應用場景的出現，業界不斷探索提高技術效率的方法，特別是在處理高負載和實現實時響應方面。現有的L1區塊鏈面臨兩大主要挑戰：一是在保持低延遲的同時實現高吞吐量，二是確保共識協議的長期穩定性。在解決這些問題時，還需要通過驗證節點的動態參與和重新配置來維持去中心化。

提高吞吐量的一種方法是採用基於DAG的共識協議。這類協議使區塊鏈能夠同時處理大量交易，非常適合遊戲和NFT等應用場景。然而，基於DAG的協議通常會導致幾秒鍾的延遲，對於普通轉帳或遊戲操作來說時間成本較高。

另一方面，無共識協議在減少延遲和提高可擴展性方面展現出巨大潛力。這些協議消除了對共識的需求，允許快速處理交易，無需對並行處理的獨立交易進行總排序。但是，它們僅限於一類受限的簡單區塊鏈操作，限制了可實現的智能合約復雜度，並且難以處理驗證者集的動態變化。

盡管這些方法具有潛力，但目前它們主要停留在學術研究階段，尚未在生產級區塊鏈中廣泛應用。一種新的協議通過結合基於DAG的共識和無共識方法，實現了兩全其美：亞秒級延遲和每秒數千筆交易的持續吞吐量。同時，它還保持了在共享對象上執行復雜合約、生成檢查點以及跨時期重新配置驗證者集的能力。

這種新協議採用了一種獨特的方法，將上述兩種技術結合起來。對於單個所有者擁有的資產（擁有的對象）操作，系統在驗證者之間採用了一致的廣播協議，實現低於共識的延遲。而對於共享對象上運行的復雜智能合約，則僅依靠共識處理。此外，該協議還支持網路維護操作，如定義檢查點和重新配置驗證器。在復制的拜佔庭環境中處理交易時，這種創新策略提供了兼顧效率和安全性的解決方案。

在這個新系統中，用戶通過私鑰創建並簽署交易，以改變他們擁有的對象或共享對象。交易經由驗證節點進行一系列有效性和安全性檢查，並返回籤名後的交易給客戶端。客戶端收集大多數驗證節點的響應形成交易證書，此時交易被視爲不可逆。如果交易只涉及獨佔對象，可以立即處理和執行，無需等待共識引擎。所有證書都會轉發到基於DAG的共識協議，最終輸出證書的總順序。驗證節點檢查並執行包含共享對象的交易，客戶可以收集驗證節點的響應作爲交易結算的證明。

除了主要交易流程，該協議還提供了多項功能支持生產級區塊鏈運營：

1. 實施檢查點協議，生成系統中所有交易的因果歷史，用於完整審計和高效同步。

2. 支持每個時期結束時的重新配置，允許驗證者集及其投票權變化。

3. 在時期結束時安全"解鎖"因客戶端錯誤而鎖定的資產，最小化潛在漏洞的影響。

這種新型協議爲用戶管理大量價值的區塊鏈提供了堅實基礎。它在標準分布式系統模型中提供了安全性證明，能夠應對部分同步的拜佔庭參與者。隨着區塊鏈技術的不斷發展，這類創新方案有望推動整個行業向更高效、更安全的方向邁進。