以 Taiko 为例解读预确认（Preconfirmation）概念：如何让Ethereum交易更高效？

2024年11月16日 15:11

本文从当前L2生态存在的局限性出发，通过对Taiko等项目的具体实践进行剖析，展示了预确认（Preconfirmation）这一创新概念是如何优化交易确认流程、提升用户体验。同时也揭示了当前预确认技术在发展过程中仍需克服的难题，包括技术完善与生态可持续性的双重挑战。

原文标题：「Preconfirmation(feat.Taiko):MakeEthereumFastfortheFirstTime!」

原文作者：IngeunKim::FP

这一架构通过直接利用L1的区块生成和数据可用性，确保了安全性和数据不可变性。然而，依赖L1进行最终确认导致交易处理速度较慢，实时确认能力有限，从用户角度来看难以满足实时需求

此外，许多L2的定序器和验证节点目前仍是中心化的。这种中心化会导致效率低下，例如较长的交易确认时间和可能的操作中断，从而影响某些Rollup的交易处理效率，造成确认延迟。预确认概念的提出

预确认概念的提出是为了解决L2网络中交易最终确认效率低下的问题。预确认能够让用户更快获得交易的确认，从而缓解Rollup机制中常见的延迟与低效。预确认旨在解决哪些问题？

在Rollup机制中，用户提交交易至L2后的确认过程始终存在效率低下的问题。由于中心化的L2定序器无法准确保证交易何时会在L1上被确认，用户对于交易的顺序和结果常常不确定。例如，用户可能需要长时间等待交易被包含在L1上，如果交易顺序出错或结果不理想，可能会导致已执行交易带来的财务损失。

在高度波动的市场环境下，延迟和顺序变动的问题更为突出，因为用户依赖套利和DeFi服务。在这些情况下，交易延迟或顺序变化会直接导致机会的丧失。即便是进行普通交易的用户，也可能会对交易最终在L1上的确认时间和顺序缺乏信心，进而对Blockchain的可靠性和易用性产生疑虑。

因此，预确认的设计目标在于弥补这些缺陷，特别是为那些受Rollup低效影响最大的用户提供更便捷、更可靠的交易体验。预确认如何解决这些问题？

预确认通过为用户提供交易的包含性、排序和执行保证，从而解决了这些问题。它通过中心化的L2定序器向用户提供「软确认」，并签发预确认凭证，以确保交易最终会在L1上被包含。

软确认的主要优势在于能提升用户体验。用户在提交交易后可以立即收到确认凭证，从而确保交易按预期顺序包含在L1上，减少了不确定性，特别是在套利等需快速反应的交易中。此外，预确认还增强了用户对L2系统的信任。随着用户对交易安全处理的信心增加，L2生态系统的整体使用率也会提升。由此，预确认在提高Rollup处理效率和便捷性方面起到了关键作用。预确认是最终解决方案吗？

尽管来自中心化定序器的软确认能够通过预期的排序和结果提升用户体验，但它依赖于对排序器的信任。没有法律或技术上的强制措施，用户只能依赖于定序器的可靠性。这种依赖性带来了一个可能性，即交易可能不会按照正确顺序被包含，甚至可能根本未被包含在L1上，无法提供用户所期待的稳定保证。以Taiko为例解读BasedPreconfirmation的概念及实践

Taiko对基于预确认的实施投入了大量精力，因为这一方法与BasedRollup的核心特性高度契合。如果BasedPreconfirmation能够成功引入Taiko的框架，不仅可以显著减少交易最终确认的延迟，还将提升用户体验。此外，这一改进还将激活此前受限的多种服务，使其能够在Taiko网络上高效运行。

在深入理解BasedPreconfirmation之前，有必要先回顾Taiko的一些关键特性，以便更全面地理解这一方法的适用性与优势。Taiko案例解析

Taiko充分展现了BasedRollup的核心特性。它不仅实现了与Ethereum基础设施的完全互操作性，还致力于与Ethereum的安全机制完全对齐。Taiko采用了BasedRollup的架构，这意味着它没有依赖中心化的定序器，而是依赖Ethereum的验证者担任定序器的角色，负责交易和区块的排序。

也就是说，Taiko的定序器与Ethereum的区块提议者是同一类角色。这种设计赋予了他们特殊的责任与激励机制，例如获取最大化可提取价值（MEV）奖励及定序器身份带来的其他好处。因此，当Taiko的L2定序过程中出现问题时，这些定序器会因为在Ethereum生态中的利益关联，自然承担相应责任。这种机制让Taiko在操作责任方面与其他EthereumL2项目形成了显著差异。

此外，值得注意的是，Taiko的BasedRollup模型被设计为「基于竞争的Rollup（BasedContestableRollup,BCR）」，这一结构旨在激励良性竞争。通过开放和无需许可的设计，Taiko确保了系统的去中心化，并允许任何人参与，从而使系统更加公平透明。基于BasedRollup的预确认

那么，专门为BasedRollup设计的预确认模型是什么样的呢？答案就是「BasedPreconfirmation」。这一模型旨在通过直接在L1上验证的确认，取代传统的软确认机制。

BasedPreconfirmation提供了一个系统，其中一些L1验证者自愿参与并提供预确认服务。作为定序器，这些验证者向用户提供Rollup交易结果的可验证预测。这种方式为用户提供了交易包含和排序的可信保证，且这些保证直接基于L1，从而增强了Rollup流程的可信度和可靠性。

用户（User）：使用L1或L2网络的个人用户，负责创建并提交交易。如果用户希望获得预确认保障，他们会将交易编写完成后发送给预确认者。

预确认者（Preconferrer）：在预确认过程中，预确认者负责对交易进行审核并验证其有效性，随后向用户提供预确认保证。通过预确认，用户能够在最终结算之前迅速获得交易的状态保障。如果节点没有预确认资格，它们作为非预确认参与者（Non-PreconfActors）行动，主要处理普通交易，而非预确认交易，类似于标准的验证节点。

L1验证者（L1Validator）：负责在L1网络上对交易和区块进行最终验证。一旦预确认者提交了交易数据，L1验证者会对其进行验证，并将最终数据记录到L1Blockchain中，确保交易的完整性和符合共识规则。

预确认挑战管理者（PreconfirmationChallengeManager）：当预确认流程中出现争议或问题时，该角色负责调查问题并采取适当措施解决争议。这一角色对于维护预确认流程的公正性和可靠性起到了关键作用。

现在，我们按照流程图的顺序来梳理预确认的具体流程：

用户将交易请求发送至预确认参与者中的预确认者，以启动预确认流程。

预确认者对交易进行审核并发送预确认回执，向用户承诺该交易将被包含在L1区块中，从而为用户提供初步的最终确认保障。

预确认者将需要包含在L1区块中的交易数据提交给L1验证者。这些数据可能是单笔交易，或是由L2定序器处理后的汇总数据。

L1验证者对提交的交易数据或汇总数据进行验证，并将其记录在L1区块中，确保其符合Blockchain共识规则。

经过一段时间后，包含交易数据或汇总数据的L1区块达到最终性，交易正式确认完成。

用户可通过L1节点检查交易的最终结果，必要时利用相关信息提出任何潜在的预确认争议或挑战。

如果发生交易未按承诺正确包含在L1上的情况，预确认者将面临预确认挑战管理者的惩罚，例如被Slash保证金或冻结其质押资产。相关项目探索

以下将详细分析预确认生态系统中积极参与的主要项目及其在流程中的相关角色。尽管这些项目在流程图中占据特定角色，但它们实际履行的职责可能略有不同。因此，这一概览旨在提供基础性的理解，可作为一般性指导。为保持清晰，各类别中的项目按字母顺序排列。

预确认验证者（PreconferValidators）

Astria：Astria致力于通过去中心化的定序器网络取代中心化定序器，并支持多个Rollup共享此网络。这一设计为Rollup提供了更强的抗审查能力、更快的区块终局性以及无缝的跨Rollup交互。为了实现快速区块终局性，Astria引入了预确认功能，使Rollup能够提供快速交易确认并增强抗审查能力，从而显著改善用户体验。

BoltbyChainbound：Bolt是由Chainbound开发的预确认协议，为Ethereum用户提供接近即时的交易确认服务。其运作基于无需信任的参与机制和经济抵押，同时兼容现有的MEV-BoostPBS管道，为提议者创造了新的收入机会。Bolt的核心功能是L1预确认，为基本交易（如转账和授权）提供即时终局性，从而提升用户体验。通过将交易包含责任从中心化区块构建者转移到提议者，Bolt增强了系统的抗审查性。同时，抵押提议者注册机制确保了一个无需信任的环境，灵活支持各种类型的智能合约。

EspressoSystem：EspressoSystem是一个致力于增强Blockchain生态系统互操作性的协议。它采用了HotShot拜占庭容错（BFT）共识协议，实现多链间的交易顺序和数据快速终局性。EspressoSystem包括EspressoNetwork和EspressoMarketplace，二者协同工作以提供快速交易最终性和高效互操作性，目标是提升Blockchain生态系统的可扩展性和安全性。

Ethgas：Ethgas是一个用于交易区块空间的市场，交易匹配由中心化系统管理，链上流程通过智能合约执行。Ethgas提供两项主要功能：包含预确认（确保交易在指定的Gas限制内被包含）和执行预确认（确保交易达到特定状态或结果）。Ethgas专注于在区块空间交易中保护交易隐私，并以中立性的运营目标著称。

Luban：Luban专注于开发一个去中心化定序层，以连接Ethereum网络和Rollup之间的交易数据。该定序层被设计为一个去中心化系统，将提议和执行角色分离。Luban的预确认功能通过确保交易在被包含到Ethereum网络之前的可执行性，显著提升了交易可靠性，同时帮助优化交易费用、Gas价格和MEV等关键因素。

Primev：Primev正在开发一个与MEV集成的提议者网络，将预确认与MEV功能相结合，构建了一个高效且可靠的点对点网络。这一网络记录Ethereum交易执行的承诺，并通过奖励或惩罚机制激励提议者。Primev允许MEV参与者为其交易设定具体的执行条件，而区块构建者和验证者可承诺满足这些条件，从而确保交易的预确认。基于EIP-4337，Primev支持灵活的预确认和Gas费用选项，不仅提升了交易处理效率，还进一步优化了用户体验。

PufferUnifi：PufferUnifi的主动验证服务（ActivelyValidatedServices,AVS）基于EigenLayer构建，专注于解决Ethereum生态系统中的预确认挑战，特别是在BasedRollup的架构中。PufferUnifiAVS利用EigenLayer的再质押功能，为预确认参与机制提供支持，旨在提升交易最终确认的效率。随着BasedRollup的发展，对可靠预确认提供者的需求不断增长，而PufferUnifiAVS的目标是满足这一需求。其最终愿景是在不改变核心协议的前提下，实现高效预确认，从而推动Ethereum生态系统的可持续增长。

Skate：Skate的预确认AVS依托EigenLayer上的再质押资产，为所有跨链操作提供经济安全保障。该AVS验证跨链交易所需的捆绑数据和信息，随后由Skate的中继器签署并准备执行。通过这一流程，SkateAVS实现了数据的预确认，显著提高了跨链交易的可靠性与效率。

Spire：Spire的BasedStack是一个BasedEthereum的Rollup框架，专为开发者打造应用链（AppChains）提供支持。该框架允许应用链直接与Ethereum交互，并定制化其定序方法，支持跨链兑换等功能，同时通过预确认优化用户体验。BasedStack支持多种执行环境，保障应用链的定序收入，并与传统共享定序器保持兼容性。作为开源项目，BasedStack为开发者提供了构建与管理应用链所需的完整工具和资源，从而促进应用链开发及Ethereum生态系统的互操作性。

TaikoGwyneth：TaikoGwyneth是Taiko正在开发的一种Rollup设计，被归类为basedRollup架构。其目标是实现与Ethereum的完全互操作性，同时直接在Ethereum上管理交易定序。这种设计充分利用了Ethereum的安全性和去中心化特性，同时提供高吞吐量和快速的最终确认。目前，Taiko正运行提议者机制以协助区块创建，并探索预确认机制以促进社区内的盈利性区块生产。该机制旨在优化区块时间调度和数据发布效率。为实现这些目标，Taiko正与Nethermind和Gattaca等项目展开深入合作。

L1验证者

ChorusOne：ChorusOne是一家为Blockchain网络提供验证服务和基础设施的项目，专注于多个协议中的质押服务，以增强网络的稳定性和安全性。作为L1验证者，ChorusOne的职责是验证交易并生成区块，从而提升整个网络的可靠性与效率。近期，ChorusOne对预确认技术表现出了极大的兴趣，甚至在Devcon2024期间举办了相关专题活动。

研究

Nethermind：Nethermind是一个致力于开发Ethereum客户端和工具的项目，其核心目标是提升Blockchain网络的性能和稳定性。通过引入先进的优化技术，Nethermind积极推动Ethereum网络交易吞吐量的提升。针对预确认技术，Nethermind一直进行深入研究，并已向Taiko的资助计划提交了一项提案，旨在加速在Taiko主网上部署预确认功能。这一提案基于Nethermind的RFP-001项目，分两个阶段实施：第一阶段将在有限的授权参与者中测试预确认功能；第二阶段计划逐步扩大预确认的应用范围。展望未来

Taiko及众多BasedRollup的Layer2项目，无论是否采用BasedRollup架构，都在努力优化传统Rollup中低效的交易最终确认流程。通过引入预确认（Preconfirmation）这一概念，这些项目正在构建一种交易确认系统，使用户能够更快速、更可靠地确认交易。借助这一方式，这些项目不断探索如何提升用户体验和建立用户信任。

Taiko则充分利用了其作为BasedRollup的Layer2项目的定位，积极推动BasedPreconfirmation的机制实施，从而实现与Ethereum的全面互操作性和去中心化。Taiko通过为用户提供快速且可靠的交易最终确认保障，大幅提升了交易处理速度和可靠性，从而显著改善了用户体验。

然而，包括Arbitrum的EdFelten在内的多位行业专家指出，当前仍然缺乏能够完全支持预确认的成熟中间件。这表明预确认技术的成熟度和预确认者（Preconfer）的盈利模式依然面临挑战，这些问题亟需进一步解决。

如本文所述，越来越多的项目和参与者正积极进入预确认领域，各自带来了独特的创新方案，旨在提升EthereumLayer2的性能和效率。这一趋势也契合了系统概念在初步实施后不断优化的普遍规律。我认为，这一阶段标志着L2系统演化的重要节点，也是当前L2生态中一个令人振奋的积极发展。

通过预确认提升用户便利性，不仅可能对DeFi和游戏等注重速度与效率的领域产生深远影响，也可能通过提升EthereumLayer2的性能，重新连接Ethereum与此前分散的生态部分。这一性能提升或将使更多Type-1EthereumLayer2项目实现与Ethereum的深度集成，从而释放此前因速度限制而难以获得的潜力。这些进展势必对整个Ethereum生态系统产生深远的影响。

预确认仍是一条充满挑战的崎岖之路。然而，像Taiko这样的先行者正迎难而上，专注于为用户提供更多的便利性。创新从来不是一件易事，但作为Ethereum及其Layer2生态系统的支持者，我向他们的努力致以由衷的敬意和鼓励。

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