作者:Frank,PANews
雖然未被廣泛關注,但Solana網路如期迎來了一次重要的共識和效能升級。
9月1日,Solana網路的Alpenglow 提案(SIMD-0326)經由社區投票正式通過。這次升級的核心成果是將網路的確定性區塊最終確認時間從原先約12.8秒縮短至100-150毫秒的目標範圍。但Alpenglow本質上並不是一次簡單的參數調整和優化,而是一次對Solana網絡共識層的重塑,其背後的影響也遠不僅局限於性能上的提升,更重要的是可能對Solana共識機制、經濟模型及未來的發展方向產生全方位的變革。簡而言之,這項變革的深遠影響將輻射至整個生態系統。
將最終確認時間從13秒壓縮至150毫秒,但不只是加速
Alpenglow 是Solana的一項新共識協議提案。最早於5月在紐約的Solana Accelerate 大會上由Anza正式推出。 Anza 是Solana 主要驗證器用戶端Agave以及過去幾年網路上多項工具和關鍵基礎設施升級背後的團隊。
Alpenglow的核心在於透過對Solana的共識機制進行重構,實現網路效能的大幅提升,並且由於共識機制的變化,同樣輻射影響整個網路的經濟模型結構。
從技術上來說,Alpenglow有兩個核心元件。全新的終極引擎Votor和高效能資料傳播層Rotor。
在理解這些組件所帶來的重要變化之前,或許我們仍需要回顧Solana當前的共識體系,主要由歷史證明(PoH)和Tower BFT共同構成的系統。在目前的體系之下,Solana的網路確認需要經過兩次確認才能實現一次區塊確認。分別為「樂觀確認」和「最終確認」。
其中,「樂觀確認」指的是當用戶提交交易後,通常在約500-600 毫秒內就能看到交易狀態變為“已確認”,這意味著包含該交易的區塊已被網絡中超過2/3 權益權重的驗證者投票認可。但實際上,「樂觀確認」只相當於一次初步確認,在理論上並非不可逆轉。真正的、確定性的最終狀態,即“已最終確認”,需要一個漫長的過程。在Tower BFT 機制下,一個區塊必須達到所謂的「最大鎖定」狀態,這要求在該區塊之後,網路連續確認了31 個以上的後續區塊,整個過程耗時約12.8 至13 秒。
也就是說,「樂觀確認」的時間通常只有數百毫秒,但整個區塊的最終確認時間卻需要花費13秒左右的時間。在這樣的過程中,不僅拖慢了網路的整體速度,還佔用了大量的運算資源,Solana鏈上有接近75%的交易是投票交易。
在新的方案當中,Alpenglow的Votor機制將徹底取代Tower BFT,並將共識的核心活動從鏈上轉移到了鏈下。
在Votor 機制的核心改變,是驗證者不再在廣播鏈上投票交易。取而代之的是,它們透過專用網路直接交換投票資訊。當一個區塊的領導者收集到足夠多的投票後,會使用高效的BLS聚合簽名技術,將成百上千個簽名聚合成一個體積微小的“最終性證書”,然後將這個證書作為證據發佈到鏈上。這個過程大大減少了需要寫入帳本的資料量。
此外,Votor 機制當中還有另一個雙軌投票機制。對於每一個被提議的區塊,網路會嘗試透過兩條路徑達成最終確認。
快速最終性路徑(單輪):如果一個區塊迅速獲得了佔總質押量80% 或以上的驗證者簽名,它將立即被最終確認,目標延遲約為100 毫秒。
慢速最終性路徑(雙輪): 如果第一輪投票收集到的簽名在60%至80%之間,網路會啟動第二輪投票。如果第二輪也獲得了超過60%的簽名,該區塊同樣會被最終確認,目標延遲約為150 毫秒。
在解決如何確認區塊以及縮小區塊帳本之外,還需要解決如何將區塊確認所需的資料快速的發送給所有驗證者的問題。 Votor是解決前者的主要機制,Rotor則是解決後者的核心元件。
現有的Solana採用的是區塊傳播協議Turbine,Turbine 協議採用的是一種類似分層樹狀的結構來傳播區塊數據,數據需要經過多層節點才能到達網路邊緣。而Rotor 將其簡化為單跳中繼模型。在這個模型中,領導者將區塊分割成許多小的資料片。然後,領導者將這些資料片直接傳送給一組被選定的中繼節點(relay nodes),再由這些中繼節點將資料片廣播給網路中的所有其他驗證者。這種單跳模式顯著減少了資料傳播所需的網路跳數,從而大幅降低了延遲。
共識機制重構,Solana摒棄歷史證明(POH)
在這場變化當中,Solana將摒棄歷史證明(PoH),這曾是Solana網路最與眾不同的創新點之一。
在Alpenglow 的新機制中,Rotor的高效傳播和Votor的快速投票使得區塊的產生和確認週期被壓縮到了數百毫秒之內。在如此短的時間尺度上,維持一個高精度的、持續進行密碼學運算的全局時鐘變得不再必要,甚至成為了一種效能開銷。
因此,Alpenglow 採用了更簡潔的方案:固定的400毫秒區塊時間,並由每個驗證者在本地獨立維護超時計時器。如果驗證者在預期時間內收到了領導者的數據,就進行投票;如果逾時,則投票跳過該時隙。
經濟模型與安全結構變化的捨與得
除了在效能上的提升之外,新的Alpenglow架構下,對經濟模型的多個面向也有較大的影響。
首先是取消鏈上投票費用,當前模式下,驗證者的一個重要成本開銷就是每次鏈上投票的費用,大約每個紀元(2天)需要花費2 SOL。在Alpenglow當中,採用的是一種固定的驗證者入場券(Validator Admission Ticket, VAT),據提案顯示,該費用初期的設定約為每紀元1.6 SOL,且是不可退換,並直接進行銷毀。
一方面,VAT的設計能夠降低驗證者20%的投票交易成本,另一方面則可以透過這種銷毀進一步抑制SOL的通膨。根據PANews統計,目前Solana網路的驗證者共有約1,000個左右,因此預計每個紀元的銷毀量約為1,600枚SOL,全年約296,000枚。不過這個銷毀額只佔到當年新增量的1.1%左右(以目前4.3%通膨率計算)。
此外,有報告指出,這次升級後,能夠將驗證者所需經理最低的質押量從4850 SOL降低至450 SOL。但這種說法似乎缺乏有效的支撐, 根據Alpenglow的提案內容顯示,升級後的Solana網路權益仍採用質押的方式來確定驗證者領導區塊的份額。另外,關於具體的新質押方案目前仍未公佈。
不過,在Alpenglow當中,並非完全是既快又安全的技術提升。 Alpenglow將原有的33%拜占庭防禦上限降低至20%,並引入了「20+20」的彈性模型即只要網路中惡意(拜占庭)節點的權益佔比不超過20%,協定就能保證不會產生錯誤的狀態(如雙花)。在上述基礎上,即使網路中另有20% 的節點因網路問題、硬體故障等原因離線或無回應,協定仍能繼續產生和確認新的區塊。
MEV將徹底絕跡? 0326提案只是開始
除了顯性的對經濟模型的影響之外,隨著Alpenglow將區塊確認時間縮短至150毫秒,也影響Solana網路當中的多個生態角色,其中可能影響最大的就是MEV。
在目前的模式下,從交易被領導者打包到最終被樂觀確認的約600毫秒時間窗口,是套利者或三明治攻擊者的生存空間。一旦確認時間被成倍壓縮後,這種套利空間將幾乎完全關閉。
當然,也不排除有某些擁有頂級伺服器設施的MEV參與者能夠繼續進行類似的活動,但無可避免的是,套利與作惡的成本也都將大幅增加。
另外,對於許多現有RPC供應商和一部分Solana生態計畫來說,隨著這次架構重塑,可能面臨要同步重建自己的產品。當然,隨著效能的提升,對於對效能有極致要求的遊戲、元宇宙、支付領域的產品可能有了更大的發揮空間。
不過,這個Alpenglow將是一個漫長的過程,本次通過的SIMD-0326提案也只是一個非常基礎方案,只是一次類似社區確認方向的提案通過。在社群的討論當中能夠看到,接下來會有大量的SIMD提案將繼續推進,例如討論具體VAT是否被確定為1.6 SOL,再或者關於廣播當中的中繼驗證者獎勵,以及未來的質押收益分配模型等等內容。
從時間軸上看,大概到2026年第一季完成Alpenglow的主網部署。在社區的討論中,能看出大多數人都非常支持這次新變革。不過,也有人認為,20%的投票費用減少,以及MEV的深刻影響等方面,或許也將進一步影響Solana生態的經濟平衡。
總結
無論如何,隨著SIMD-0326提案的順利通過,Solana的Alpenglow 升級將繼續推進。並可能在近期內頻繁在社區內發起各項關鍵內容的投票活動。對投資人來說,這些投票或許會影響未來的收入結構。在這個過程中,必不可少的也將充滿工程挑戰和經濟博弈。 SIMD-0326只是一個開始,Alpenglow究竟是性能聖杯,還是潘朵拉魔盒仍未可知。
