一文快速搞懂 Sei Network v2 有什么亮点

2023-12-01分类:区块链介绍 阅读(

专为交易而生的平行处理公链 Sei Network 于今年八月发行代币并启动主网,引起市场一阵热潮后,Sei Labs 创办人 Jayendra Jog 于近日宣布将推出 Sei v2,将整合 EVM、优化平行处理机制与帐本储存结构。

Sei Network 是什么?

Sei 为交易而生

Sei Network 有明确的市场定位,提供虚拟资产交易的高效环境,虚拟资产除了常见的代币之外,也包含 NFT、社交图谱、游戏道具,借由提供专门交易的底层环境打造最佳的用户体验。

虚拟资产交易有多种类型 (资料来源)

交易不限于加密货币,因此虚拟资产的交易是网络世界最广泛的需求,团队认为最成功的 Web3 应用程式都涉及交易属性:

  • 间接交易:大多数链上用户借由使用 Uniswap、OpenSea 进行虚拟资产交易。
  • 直接交易:直接受到交易的项目,大多是游戏或 NFT项目,例如 Axie Infinity 或是 BAYC。

因此交易的需求从不消失,是未来 Web3 重要的环节,而要完成最佳交易网络的定位,需要提供高效率的环境,而 Sei 利用平行链处理设计与共识机制做到此目标。

Sei 平行处理机制

Sei Network 主网现已上线 3 个多月,根据官方资料显示,目前网络平均可以达到 20,000 的 TPS 与 390 毫秒的最终确认性,目前团队表示都是业界最有效率的网络,这都有赖于其创新的平行处理机制。

当 Sei 区块链上的交易没有涉及相同的资源 (地址) 时,可以将把所有交易同时并行处理,而不需要排序交易顺序,借此可以提高网络运作效率。

Sei v2 更新方向

看待一个区块链项目,主要有三个评估重点:帐本结构、共识机制、虚拟机。再加上 Sei 特有的平行处理机制,就可以清楚理解 Sei v2 本次的更新内容有什么差异。


Sei Network v2 主要更新内容 (资料来源)

创办人 Jayendra 表示 Sei v2 仅是附加新功能,对于现有功能并不会受到影响,用户与开发者无需为此更新执行任何额外操作。

Sei v2 提案主要包含三项更新:

  • 支持 EVM
  • 优化平行处理机制
  • 优化帐本储存结构

本次更新预计将于 2024 年第一季完成。

虚拟机:支持 EVM

原有设计:Sei v1 使用 CosmWasm 虚拟机

Sei 是利用 Cosmos SDK 所建构的,并使用后者提供的组件 CosmWasm 虚拟机。CosmWasm 是专为 Cosmos 生态系统打造的虚拟机组件,底层是 WebAssembly (Wasm) 而得名。使用 Cosmos SDK 所建立的区块链都可以将 CosmWasm 添加到其链中,而无需调整现有逻辑。

WebAssembly 可以支持多种常见的程式语言,包含 Rust、C、C++等等,因此如果是 Rust 开发人员,则可以在 CosmWasm 上轻松编写智能合约,因此 Sei 吸引的是圈外的开发者。

更新重点:Sei v2 将支持 EVM 整合

不过 Sei Labs 团队发现虽然开发人员的参与度高,却失去以太坊虚拟机 (EVM) 生态。EVM 是现有大多产业应用与产品所使用的虚拟机,失去此生态将对于 Sei 现阶段的快速发展造成阻碍,例如现有以太坊项目无法分叉到 Sei 生态。

团队为此更新了专用的代码库 Core Sei Binary,导入了 EVM RPC 与 Geth 节点的专用介面,让 EVM 的交易可以无缝上链到 Sei网络与互动。

选用 Geth 是因为其相对稳定,Jayendra Jog 表示目前有 80% 的以太坊节点使用 Geth,而且支持完整的 EVM 字节码兼容性,代表开发人员可以完全复制其他 EVM 的合约至其上运行。


Sei Network v2 主要更新内容 (资料来源)

Sei v2 还将使用 EVM RPC,让用户可以轻松使用 Metamask 等钱包操作,而开发人员则可以继续使用 Foundry、Remix 和 Hardhat 等工具。

因此,Sei v2 将可以让 EVM 和 Cosmwasm 交易之间的产生可组合性。 Sei 的 Geth 有一个预编译器,允许调用 Cosmwasm 合约,而 Sei 的 wasmd 模组也能够反向调用 EVM 合约,将可以让 Sei 的生态内的资产更有价值。

优化 Sei 平行处理机制

原有设计:Sei v1 合约需定义资源范畴

在原本 Sei Network 为了让交易可以平行处理,需要开发人员学习如何「标记合约的资源使用」。

开发人员在 Sei 撰写合约时,需要定义合约可能需要存取的资源与独立性,以便未来当 Sei 执行合约可以快速分辨资源独立性,决定是否要并行交易或是排序交易。

为了并行执行合约,开发人员需要识别在执行过程中需要存取的资源 (包含查询合约),并将资源范围写成 JSON 的格式上链,无形中对开发人员造成困扰,并增加进入门槛与安全性问题。

更新重点:Sei v2 简化合约平行运行机制

Sei v2 将优化并行处理机制,不再需要开发人员手动定义依赖关系,而是能够自行处理并行化机制,减少了开发人员的负担。

新的平行处理机制会将所有交易统一执行,若发现资源相冲突的情况,则网络会重新检视先后顺序,并再重新执行。


Sei v2 自动化处理资源重叠问题 (资料来源)

如果交易涉及不同的帐户,例如 Alice 转帐给 Bob,同时 Carol 转帐给 Dave,那么由于没有重叠的依赖关系,本交易将平行处理;如果交易涉及相同的帐户,例如 Alice 与 Bob 都转帐给 Carol,那么需要按顺序重新运行。

不过此设计可能有疑虑,若发生最坏的情况,所有交易都涉及相关性而都需要按顺序重新运行,重新运行这些交易将比原本就按照顺序运行的情况增加 30% 的执行时间。

所幸根据 Ethereum 历史资料,实际上只会有大约 15% 的交易会有资源重叠而需要按顺序重新处理,因此团队评估后认为 Sei 整体性能仍会显著提高。

优化帐本储存结构:SeiDB

原有设计:Sei v1 储存状态资料量大

但其实 Sei 还有另外一个问题,会将整个 IAVL 树永久储存到分散式帐本中,由于快速的最终性与平行处理设计,需要频繁纪录全局的状态变化,整体的网络帐本大小将会增长的很快。

平行处理的代价是会记录许多无效的中间状态资料,根据 Sei 团队提出的 RFC,以 atlantic-2 测试网节点为例,atlantic-2 节点储存 25 GB 的资料只有 10 GB 是真正有意义的交易资讯,节点磁碟空间运用效率低。

由于资料膨胀,Sei 节点磁碟使用量成长很快。atlantic-2 归档节点硬碟使用量每天增长超过 150 GB,每周超过 1TB。 随着链状态的不断增长,储存空间增长率也会不断增加 (会越来越快)。

将会导致许多问题:

  • 节点的维护成本将变得越来越高
  • 资料库操作会变得越来越慢
  • 由于磁碟填满很快 RPC 节点不能长时间运行

加上未来 v2 来回处理重新验证的平行处理设计,网络整体状态改变会更高频,导致状态资料量大幅增加。

更新重点:Sei v2 分离帐本结构

Sei v2 为解决上述问题也有优化储存机制,以防止状态资料量膨胀,并提高全节点读取资料速度。

Sei v2 将状态储存帐本拆成两种,称为 SeiDB:

  • 状态承诺帐本 (State Commitment, SC):纪录 MemIAVL 树资讯
  • 状态储存帐本 (State Store, SS):纪录完整资讯

由于 SeiDB 的改进,验证节点仅需要纪录 SC 帐本资讯即可,而完整状态资讯则交由 SS 层纪录,且传输会先放在预写日志中而不需要即时传输,这允许状态储存非同步发生以提高了效能,因为不会影响区块生成。


Sei v2 降低验证节点资料量增长负担 (资料来源)

借由 SeiDB 改良,Sei 性能各方面都有所增加。包含区块提交时间提升 100 倍、每天产生的资料量从 100 GB 压缩至 5 GB、全节点或需要同步资讯的节点的追赶时间提升 10 倍。

共识机制

Sei Network v2 并没有更改其原有的共识机制,仍保持 Twin Turbo 设计。借由改良 Cosmos 的共识接口 Tendermint ABCI,将区块确认时间大幅降低。

Sei 借由取舍进入一线竞争链行列

Sei v2 新增了 EVM 虚拟机,并改良了平行处理机制与分散式帐本储存机制,目的都是为了让开发者、节点、用户的使用体验提升,进而增加生态影响力。

不过也借由这三个月的营运,发现 Sei 平行交易提高 TPS 与快速的最终确认性,背后的代价是状态资料量会变大,导致节点所需要的硬体规格上升,团队做出妥协将帐本结构分开,某方面来说是牺牲去中心化以提升效率的取舍。

整体来说 Sei 相对于其他以太坊杀手,若上述更新可以确实落地,有机会进入一线的竞争链行列中,期待看到明年团队更新的成果。

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