本文將帶著以下兩個問題來分析：
問題1：市場已對"高速公鏈"徹底脫敏，為什麼說Somnia可能與眾不同？
問題2：號稱速度最快、成本最優並行EVM Layer 1，Somnia是否吹牛？
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這一部分，從技術、背景和生態三個維度對Somnia進行概括，讓大家可以了解Somnia這個計畫的亮點和優勢。
💠Somnia的技術亮點
🔹多流共識演算法：資料鏈+共識鏈，有利於防MEV、減少冗餘、降本同時增效。
🔹創新EVM編譯器：實現指令級的平行EVM，解決極端情況下的高頻互動。
🔹自研的IceDB資料庫引擎：提升資料讀寫速度與網路穩定性。
🔹資料壓縮技術：提升資料傳輸效率。
💠Somnia的背景優勢
🔹團隊：開發團隊來自Improbable，Improbable是一個2012年成立的跨國科技公司，總部位於英國倫敦。曾經開發過軟體、遊戲、Web3元宇宙產品。
🔹融資：由MSquared、a16z、軟銀、Mirana等知名機構共投資2.7億美元。
💠Somnia的生態進展
🔹生態版圖：Somnia測試網已經入駐了4款AI/社交產品、7款遊戲、4個NFT項目和6個Defi應用，另外還有2款AI/社交產品、11款遊戲和1個Defi應用即將上線。
🔹生態資料：2025年2月下旬上線至本文寫作時(2025年6月26日)，Somnia測試網共生產區塊超過1億個，平均每個區塊的生產時間為0.1秒。共有96,878,557個錢包地址參與測試網，最近1天的交易量2643萬筆。
在區塊瀏覽器上，經常可以看見交易數和區塊數不停在閃動，Somnia稱"亞秒級"，是肉眼可見的。
💠為什麼說Somnia可能與眾不同？
🔹高頻互動：儘管市場已對"高速公鏈"概念徹底脫敏，但Somnia不只是追求技術指標，而是著眼於如何讓Web3技術真正服務於應用場景，特別是在遊戲和社交等高頻關聯交互領域。
🔹Web3與Web3融合：Somnia的獨特背景可能在Web3與Web2的融合方面發揮關鍵作用。 Somnia有潛力為Web2用戶提供無縫進入Web3世界的通道，從而可能帶來真正以用戶體驗為中心的應用生態。
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上一部分介紹了【WHAT】Somnia的亮點、優勢和生態進展，這一部分將對Somnia的技術進行深入解讀。讓大家了解，【HOW】Somnia是如何在技術上實現高頻交互，如何做到低成本、高效能的，【WHY】Somnia為什麼與其他並行EVM專案有所不同。
💠多流共識演算法：資料鏈+共識鏈
🔹概述：資料鏈+共識鏈結構
Somnia採用了一種新的多流共識(MULTISTREAM)演算法。
所謂多流，Somnia在多個資料鏈上記錄交易訊息，每個資料鏈由1個驗證者進行記錄，每個驗證者無法幹擾其他驗證者的資料鏈。
所謂共識，Somnia在共識鏈上執行共識，對交易進行排序，並將對交易的引用記錄在共識鏈上。共識鏈由所有的驗證者共同執行與維護。
🔹概述：Somnia多流共識的工作流程
a 使用者向Somnia網路發出請求後，收到請求的驗證者，將交易分別寫入資料鏈。
b 共識鏈每隔一個時間週期(例如30秒、1秒等)，資料鏈的驗證者分別與其他的資料鏈驗證者上傳並下載資料鏈頂部的資料分片。
C 驗證者將包含所有資料鏈頂部資料分片的集合作為一個完整的資料切片寫入共識鏈。
d 驗證者對交易進行排序，根據排序後的交易更新狀態，所有驗證者同步寫入Somnia的IceDB資料庫。
🔹亮點：Somnia的交易排序有利於防MEV
Somnia使用了確定性偽隨機函數，對交易進行排序。
我們知道，計算程式中其實是沒有真正的隨機，而是透過演算法實現的偽隨機。決定性偽隨機函數有兩個特點：一是隨機性，不能預測下一個產生的隨機數是多少，但是每個驗證者執行時，都會依照固定的順序產生相同的隨機數。
這樣，所有的驗證者運行相同的確定性偽隨機函數，會產生一系列一模一樣的隨機數，並依照隨機數字對資料鏈進行排序。在此基礎上，對此週期的交易進行排序。
例如，排序後的資料鏈是B、A、C…
那麼交易排序就是資料鏈B的交易在前，然後是資料鏈A、資料鏈C…當然，這個過程會根據雜湊值去掉重複的交易。
當然，資料鏈的排序是固定的，但是不同資料鏈中的交易順序可能不同。例如資料鏈A中，可能是交易1在前、交易2在後，而資料鏈B中，可能是交易2在前、交易1在後。由於資料鏈的排序是B在A前，因此最終的交易排序是交易2在前、交易1在後。
這一排序方式的優點是，MEV攻擊者很難去賄賂驗證者，因為他不知道驗證者對應的資料鏈會是怎樣的排序。假如網路上一共有100個驗證者節點，假設MEV攻擊者即使賄賂50個驗證者，只要有一個沒有被賄賂的驗證者(且包含被攻擊的交易)排在這50個驗證者的前面，共識鏈就會按照正確的交易順序記賬，MEV攻擊失敗。
🔹亮點：減少冗餘、降本增效
一方面，Somnia每個驗證者單獨記錄一條資料鏈，沒有驗證者之間的資料驗證過程。而在傳輸快照時，僅傳輸各數據鏈的快照訊息，快照訊息不包括具體的交易訊息，因此減少了互動的冗餘。
另一方面，Somnia各個數據鏈並不需要同步其他數據鏈的信息，共識鏈上也不記錄交易信息，而是每隔一個時間週期，記錄數據鏈信息快照以及排序後的交易引用(哈希值)。這樣，減少了儲存的冗餘。
由於減少了互動的冗餘，因此Somnia在工作時可以更有效率。
由於減少了儲存的冗餘，因此Somnia在工作時需要的成本更低。
🔹補充：數據鏈的防篡改
雖然沒有資料鏈的資訊驗證，但是驗證者並不能竄改交易資訊。因為驗證者一旦篡改交易訊息，就會影響交易的哈希值以及其後續交易的哈希值，導致其資訊與共識鏈儲存的資訊出現衝突。
💠指令級的平行EVM
🔹痛點：交易並行難以改善高頻互動的擁擠
Somnia的平行EVM與Monad、Reddio不同，這三個鏈的EVM並行是交易並行，也就是把交易進行並行，從而提升交易的速度。
其中Monad是樂觀的允許交易並行，偵測到衝突再去修正。而Reddio是對不衝突且無依賴關係的交易進行並行。
但是，當大量關聯交易出現時，交易無法並行，因此很容易發生擁擠。有兩個極端的例子，例如網路上突然出現大量的用戶在使用USDC交易某代幣，這些交易因為要與LP池子交易，不能並行，只能順序執行。
另一個極端的例子是無數人搶著Mint同一個NFT，同樣不能並行，因為NFT數量是有限的，必須順序執行，才能確定哪些人可以成功Mint，其他人失敗。
Reddio解決這個問題的方法是，使用GPU，利用GPU強大的運算能力去解決這種高頻互動的擁擠。雖然可以提高交易效率，但同時增加了交易的成本。
🔹亮點：指令級並行EVM
為了解決大量關聯交易同時進行，交易並行難以解決的擁擠問題，Somnia創新研發了一個EVM編譯器。
在標準的EVM執行過程中，只能逐一依序的解釋執行交易中的指令。但是，Somnia支援將交易拆分為若干指令集，不衝突、且無依賴關係的指令集可以並行。
以Swap交易為例，依照功能可分割為幾個指令集：參數驗證、參數處理、餘額檢查、授權檢查、池狀態檢查、價格計算、費用計算、轉移輸入代幣、更新池狀態與費用記錄、轉移輸出代幣、事件發射。其中，不衝突、且無依賴關係的指令集，可以並行，進而提高交易的執行效率。
指令集並行EVM的關鍵是Somnia其獨創的EVM編譯器，將EVM的字節碼編譯成x86機器碼。現代CPU是多執行緒內核，每個CPU核心可以在多執行緒上並行機器碼，因此可以將EVM的若干個指集令進行並行，從而提高單一交易的執行速度。因此，Somnia也可以稱之為硬體級的平行EVM。
🔹亮點：成本與效率雙重優勢
標準EVM的解釋執行：交易1→解析為字節碼→順序解釋執行→交易2→解析為字節碼→順序解釋執行→交易3→解析為字節碼→順序解釋執行…
Somnia的EVM編譯執行：合約程式碼→解析為字節碼→動態編譯為機器碼→並行執行交易1的指令集→並行執行交易2的指令集→並行執行交易3的指令集…
對比可以看出，交易越多，Somnia的EVM編譯執行越有優勢。
因此，對於普通的非高頻交易，Somnia仍然使用標準的EVM解釋執行，每次執行EVM，將智慧合約程式碼解析為EVM字節碼，在按順序解釋執行。
對於集中的高頻執行的交易，Somnia啟用EVM編譯器，將EVM的字節碼編譯成x86機器碼。然後按照參數重複執行機器碼即可快速完成集中的高頻交易，這是交易級的平行EVM無法達到的效果。
因此，Somnia可以在成本和效率之間實現雙重優勢。
💠IceDB資料庫引擎
🔹概述：使用LSM樹取代默克爾樹資料結構
絕大部分區塊鏈使用梅克爾樹（Merkle Tree）的資料結構。梅克爾樹的葉子節點儲存交易資料的雜湊值（或交易資料本身，然後對其進行雜湊），非葉子節點儲存的是其子節點雜湊值的雜湊值，逐層兩兩結合計算雜湊值，最終計算出一個默克爾根（Merkle Root），從而可以安全地驗證區塊內資料的完整性，並防止資料被竄改。
以ERC20代幣合約的資料儲存默克爾樹為例，梅克爾樹的葉子節點包括：
• 儲存代幣總量(TotalSupply)、代幣符號(NameSymbol)等屬性，每一個屬性對應著一個鍵(屬性名)和一個值(屬性值)；
• 該代幣所有的持幣地址的持幣情況，每一個地址對應著一個鍵(地址哈希)和一個值(持幣數量)；
• 該代幣所有的授權情況，每一個授權地址對應著一個鍵(地址哈希)和一個值(授權數量)；
……
假如一個ERC代幣有4個屬性，32000個持幣地址，2764個授權地址。這個數量顯然不多。但這共有32768個葉子節點，寫入該代幣的梅克爾權，需要計算65535次哈希。
Somnia自研的IceDB資料庫引擎，並沒有使用常用的默克爾樹資料結構，因此其區塊資訊中也沒有哈希根。
IceDB使用LSM樹(Log-Structured Merge-Tree，日誌結構合併樹)。這是一種基於日誌的樹狀資料結構，其主要特徵是資料追加寫入，而不是原地修改，因此不存在篡改問題。
IceDB資料庫的寫入，先會寫入記憶體的MemTable。當MemTable寫滿時，它會被刷新到磁碟，形成一個SSTable。 LSM定期對SSTable進行合併，同時刪除重複的按鍵。
這個過程不需要計算哈希，只需要向MemTable寫入新的資料即可，因此無論是資料寫入記憶體、快取還是磁碟，IceDB資料庫的寫入速度都明顯更快。
🔹亮點：更高速的讀寫
LSM樹資料結構，明顯在寫入資料方面具有效能優勢。除此之外，Somnia技術文件中提到「創建了一個可以同時優化讀取和寫入的資料緩存，使得IceDB 的平均讀寫時間在15 到100 奈秒之間」。
🔹特色：讀寫性能報告與公平有效的Gas
在大部分區塊鏈網路中，雖然最終驗證者節點會趨於儲存相同的資料。但是在短時間內，不同的驗證者節點記憶體與磁碟中儲存的資料有一定的出入。這導致用戶在讀寫資料時由於存取不同的位置，會消耗不同的Gas。另一方面，由於存取位置不同，使用者讀寫資料耗時可能較長，在這個時間視窗內，網路Gas可能會發生變化。因此，很難確定公平有效的Gas。如果低估Gas，節點可能會因為收益低而消極怠工、影響網路效率。如果高估Gas，用戶支付不必要的額外費用，甚至有可能為MEV攻擊提供機會。
在IceDB資料庫引擎下，用戶在每次讀寫數據時，在緩存中沒有找到所需的數據，因此分別需要從內存和SSD中讀取據數據，統計從內存和SSD中讀取數據的頻率，並返回一份"性能報告"。 "效能報告"為計算用戶所需的Gas提供確定性的依據，因此使網路Gas更加公平和有效，有利於網路穩定幣。
💠資料壓縮技術
根據Somnia技術文件中的介紹的資訊量與頻率分佈冪率理論，根據資訊發生機率進行匯總，可以使資料獲得高倍壓縮率。
Somnia每一條資料鏈由一個驗證者負責，驗證者不需要發送整個區塊，只需要發送資訊流即，而串流壓縮具有更高的壓縮率，因此有利於提升網路傳輸能力。
此外，Somnia 使用BLS 簽章來提高簽章的傳輸與驗證速度。
在Somnia的多流共識演算法下，資料鏈的驗證者節點之互相傳送資料鏈的資料分片，沒有一個集中的領導者進行集中的資料上傳與下載，驗證者之間可以均衡的分配頻寬。每個驗證者要將資料分片傳送給其他驗證者，同時要下載其他驗證者傳送的資料分片，因此每個驗證者的上傳和下載所需的頻寬是對稱的。因此，Somnia網路傳輸能力會比較均衡且穩定。
💠寫在最後
Web3雖然表面上看起來比Web2更高端，但其實Web2的技術體系往往更為複雜成熟。當Web2開發者參與Web3開發時，他們的技術背景能夠為區塊鏈世界帶來更多創新可能。
Improbable是一家從Web2過渡到Web3的融合科技公司。旗下的Layer1產品Somnia，使用多流共識演算法，減少了儲存和資料傳輸的冗餘，因此可以同時實現降低成本和提升效率。其自研的EVM編譯器，可以將同一筆交易的不衝突/無依賴性的指令集實現硬體級並行，有針對性的解決高頻交互應用的擁擠問題。自研的IceDB資料庫引擎，大幅提升了資料寫入能力，透過資料快取同時提升資料讀取能力。資料壓縮技術，減少了驗證者資料傳輸的壓力，資料鏈+共識鏈的多流共識設計使Somnia網路傳輸能力更加均衡與穩定。
這些技術使Somnia可能順利完成像Web2程式那樣的高頻互動類應用，例如遊戲、社交、元宇宙等。而橫跨Web2與Web3的背景，為Somnia生態融合Web2、走近人們的生活提供了生態基礎。
本輪敘事的重點之一就是Web3與Web2的融合。目前我們已經看見加密貨幣ETF、現實世界資產、Payfi這類金融領域的整合。接下來，值得關注的是社交與遊戲這類資訊化產品的融合。而Somnia正在為這種融合建造Layer1基礎設施，並且在生態上持續推進。
或許在不久的將來，我們就能看到Web2與Web3真正融合的新生態，既享受Web3的所有權益，同時不必犧牲Web2應用帶來的流暢體驗與便利性…
