以 Taiko 為例解讀預確認（Preconfirmation）概念：如何讓Ethereum交易更高效？
本文從當前L2生態(tài)存在的局限性出發(fā)，通過對Taiko等項目的具體實踐進行剖析，展示了預確認（Preconfirmation）這一創(chuàng)新概念是如何優(yōu)化交易確認流程、提升用戶體驗。同時也揭示了當前預確認技術在發(fā)展過程中仍需克服的難題，包括技術完善與生態(tài)可持續(xù)性的雙重挑戰(zhàn)。
原文標題：「Preconfirmation(feat.Taiko):MakeEthereumFastfortheFirstTime!」
原文作者：IngeunKim::FP
這一架構通過直接利用L1的區(qū)塊生成和數據可用性，確保了安全性和數據不可變性。然而，依賴L1進行最終確認導致交易處理速度較慢，實時確認能力有限，從用戶角度來看難以滿足實時需求
此外，許多L2的定序器和驗證節(jié)點目前仍是中心化的。這種中心化會導致效率低下，例如較長的交易確認時間和可能的操作中斷，從而影響某些Rollup的交易處理效率，造成確認延遲。預確認概念的提出
預確認概念的提出是為了解決L2網絡中交易最終確認效率低下的問題。預確認能夠讓用戶更快獲得交易的確認，從而緩解Rollup機制中常見的延遲與低效。預確認旨在解決哪些問題？
在Rollup機制中，用戶提交交易至L2后的確認過程始終存在效率低下的問題。由于中心化的L2定序器無法準確保證交易何時會在L1上被確認，用戶對于交易的順序和結果常常不確定。例如，用戶可能需要長時間等待交易被包含在L1上，如果交易順序出錯或結果不理想，可能會導致已執(zhí)行交易帶來的財務損失。
在高度波動的市場環(huán)境下，延遲和順序變動的問題更為突出，因為用戶依賴套利和DeFi服務。在這些情況下，交易延遲或順序變化會直接導致機會的喪失。即便是進行普通交易的用戶，也可能會對交易最終在L1上的確認時間和順序缺乏信心，進而對Blockchain的可靠性和易用性產生疑慮。
因此，預確認的設計目標在于彌補這些缺陷，特別是為那些受Rollup低效影響最大的用戶提供更便捷、更可靠的交易體驗。預確認如何解決這些問題？
預確認通過為用戶提供交易的包含性、排序和執(zhí)行保證，從而解決了這些問題。它通過中心化的L2定序器向用戶提供「軟確認」，并簽發(fā)預確認憑證，以確保交易最終會在L1上被包含。
軟確認的主要優(yōu)勢在于能提升用戶體驗。用戶在提交交易后可以立即收到確認憑證，從而確保交易按預期順序包含在L1上，減少了不確定性，特別是在套利等需快速反應的交易中。此外，預確認還增強了用戶對L2系統(tǒng)的信任。隨著用戶對交易安全處理的信心增加，L2生態(tài)系統(tǒng)的整體使用率也會提升。由此，預確認在提高Rollup處理效率和便捷性方面起到了關鍵作用。預確認是最終解決方案嗎？
盡管來自中心化定序器的軟確認能夠通過預期的排序和結果提升用戶體驗，但它依賴于對排序器的信任。沒有法律或技術上的強制措施，用戶只能依賴于定序器的可靠性。這種依賴性帶來了一個可能性，即交易可能不會按照正確順序被包含，甚至可能根本未被包含在L1上，無法提供用戶所期待的穩(wěn)定保證。以Taiko為例解讀BasedPreconfirmation的概念及實踐
Taiko對基于預確認的實施投入了大量精力，因為這一方法與BasedRollup的核心特性高度契合。如果BasedPreconfirmation能夠成功引入Taiko的框架，不僅可以顯著減少交易最終確認的延遲，還將提升用戶體驗。此外，這一改進還將激活此前受限的多種服務，使其能夠在Taiko網絡上高效運行。
在深入理解BasedPreconfirmation之前，有必要先回顧Taiko的一些關鍵特性，以便更全面地理解這一方法的適用性與優(yōu)勢。Taiko案例解析
Taiko充分展現了BasedRollup的核心特性。它不僅實現了與Ethereum基礎設施的完全互操作性，還致力于與Ethereum的安全機制完全對齊。Taiko采用了BasedRollup的架構，這意味著它沒有依賴中心化的定序器，而是依賴Ethereum的驗證者擔任定序器的角色，負責交易和區(qū)塊的排序。
也就是說，Taiko的定序器與Ethereum的區(qū)塊提議者是同一類角色。這種設計賦予了他們特殊的責任與激勵機制，例如獲取最大化可提取價值（MEV）獎勵及定序器身份帶來的其他好處。因此，當Taiko的L2定序過程中出現問題時，這些定序器會因為在Ethereum生態(tài)中的利益關聯，自然承擔相應責任。這種機制讓Taiko在操作責任方面與其他EthereumL2項目形成了顯著差異。
此外，值得注意的是，Taiko的BasedRollup模型被設計為「基于競爭的Rollup（BasedContestableRollup,BCR）」，這一結構旨在激勵良性競爭。通過開放和無需許可的設計，Taiko確保了系統(tǒng)的去中心化，并允許任何人參與，從而使系統(tǒng)更加公平透明。基于BasedRollup的預確認
那么，專門為BasedRollup設計的預確認模型是什么樣的呢？答案就是「BasedPreconfirmation」。這一模型旨在通過直接在L1上驗證的確認，取代傳統(tǒng)的軟確認機制。
BasedPreconfirmation提供了一個系統(tǒng)，其中一些L1驗證者自愿參與并提供預確認服務。作為定序器，這些驗證者向用戶提供Rollup交易結果的可驗證預測。這種方式為用戶提供了交易包含和排序的可信保證，且這些保證直接基于L1，從而增強了Rollup流程的可信度和可靠性。
用戶（User）： 使用L1或L2網絡的個人用戶，負責創(chuàng)建并提交交易。如果用戶希望獲得預確認保障，他們會將交易編寫完成后發(fā)送給預確認者。
預確認者（Preconferrer）： 在預確認過程中，預確認者負責對交易進行審核并驗證其有效性，隨后向用戶提供預確認保證。通過預確認，用戶能夠在最終結算之前迅速獲得交易的狀態(tài)保障。如果節(jié)點沒有預確認資格，它們作為非預確認參與者（Non-PreconfActors）行動，主要處理普通交易，而非預確認交易，類似于標準的驗證節(jié)點。
L1驗證者（L1Validator）： 負責在L1網絡上對交易和區(qū)塊進行最終驗證。一旦預確認者提交了交易數據，L1驗證者會對其進行驗證，并將最終數據記錄到L1Blockchain中，確保交易的完整性和符合共識規(guī)則。
預確認挑戰(zhàn)管理者（PreconfirmationChallengeManager）： 當預確認流程中出現爭議或問題時，該角色負責調查問題并采取適當措施解決爭議。這一角色對于維護預確認流程的公正性和可靠性起到了關鍵作用。
現在，我們按照流程圖的順序來梳理預確認的具體流程：
用戶將交易請求發(fā)送至預確認參與者中的預確認者，以啟動預確認流程。
預確認者對交易進行審核并發(fā)送預確認回執(zhí)，向用戶承諾該交易將被包含在L1區(qū)塊中，從而為用戶提供初步的最終確認保障。
預確認者將需要包含在L1區(qū)塊中的交易數據提交給L1驗證者。這些數據可能是單筆交易，或是由L2定序器處理后的匯總數據。
L1驗證者對提交的交易數據或匯總數據進行驗證，并將其記錄在L1區(qū)塊中，確保其符合Blockchain共識規(guī)則。
經過一段時間后，包含交易數據或匯總數據的L1區(qū)塊達到最終性，交易正式確認完成。
用戶可通過L1節(jié)點檢查交易的最終結果，必要時利用相關信息提出任何潛在的預確認爭議或挑戰(zhàn)。
如果發(fā)生交易未按承諾正確包含在L1上的情況，預確認者將面臨預確認挑戰(zhàn)管理者的懲罰，例如被Slash保證金或凍結其質押資產。相關項目探索
以下將詳細分析預確認生態(tài)系統(tǒng)中積極參與的主要項目及其在流程中的相關角色。盡管這些項目在流程圖中占據特定角色，但它們實際履行的職責可能略有不同。因此，這一概覽旨在提供基礎性的理解，可作為一般性指導。為保持清晰，各類別中的項目按字母順序排列。
預確認驗證者（PreconferValidators）
Astria：Astria致力于通過去中心化的定序器網絡取代中心化定序器，并支持多個Rollup共享此網絡。這一設計為Rollup提供了更強的抗審查能力、更快的區(qū)塊終局性以及無縫的跨Rollup交互。為了實現快速區(qū)塊終局性，Astria引入了預確認功能，使Rollup能夠提供快速交易確認并增強抗審查能力，從而顯著改善用戶體驗。
BoltbyChainbound：Bolt是由Chainbound開發(fā)的預確認協議，為Ethereum用戶提供接近即時的交易確認服務。其運作基于無需信任的參與機制和經濟抵押，同時兼容現有的MEV-BoostPBS管道，為提議者創(chuàng)造了新的收入機會。Bolt的核心功能是L1預確認，為基本交易（如轉賬和授權）提供即時終局性，從而提升用戶體驗。通過將交易包含責任從中心化區(qū)塊構建者轉移到提議者，Bolt增強了系統(tǒng)的抗審查性。同時，抵押提議者注冊機制確保了一個無需信任的環(huán)境，靈活支持各種類型的智能合約。
EspressoSystem：EspressoSystem是一個致力于增強Blockchain生態(tài)系統(tǒng)互操作性的協議。它采用了HotShot拜占庭容錯（BFT）共識協議，實現多鏈間的交易順序和數據快速終局性。EspressoSystem包括EspressoNetwork和EspressoMarketplace，二者協同工作以提供快速交易最終性和高效互操作性，目標是提升Blockchain生態(tài)系統(tǒng)的可擴展性和安全性。
Ethgas：Ethgas是一個用于交易區(qū)塊空間的市場，交易匹配由中心化系統(tǒng)管理，鏈上流程通過智能合約執(zhí)行。Ethgas提供兩項主要功能：包含預確認（確保交易在指定的Gas限制內被包含）和 執(zhí)行預確認（確保交易達到特定狀態(tài)或結果）。Ethgas專注于在區(qū)塊空間交易中保護交易隱私，并以中立性的運營目標著稱。
Luban：Luban專注于開發(fā)一個去中心化定序層，以連接Ethereum網絡和Rollup之間的交易數據。該定序層被設計為一個去中心化系統(tǒng)，將提議和執(zhí)行角色分離。Luban的預確認功能通過確保交易在被包含到Ethereum網絡之前的可執(zhí)行性，顯著提升了交易可靠性，同時幫助優(yōu)化交易費用、Gas價格和MEV等關鍵因素。
Primev：Primev正在開發(fā)一個與MEV集成的提議者網絡，將預確認與MEV功能相結合，構建了一個高效且可靠的點對點網絡。這一網絡記錄Ethereum交易執(zhí)行的承諾，并通過獎勵或懲罰機制激勵提議者。Primev允許MEV參與者為其交易設定具體的執(zhí)行條件，而區(qū)塊構建者和驗證者可承諾滿足這些條件，從而確保交易的預確認。基于EIP-4337，Primev支持靈活的預確認和Gas費用選項，不僅提升了交易處理效率，還進一步優(yōu)化了用戶體驗。
PufferUnifi：PufferUnifi的主動驗證服務（ActivelyValidatedServices,AVS）基于EigenLayer構建，專注于解決Ethereum生態(tài)系統(tǒng)中的預確認挑戰(zhàn)，特別是在BasedRollup的架構中。PufferUnifiAVS利用EigenLayer的再質押功能，為預確認參與機制提供支持，旨在提升交易最終確認的效率。隨著BasedRollup的發(fā)展，對可靠預確認提供者的需求不斷增長，而PufferUnifiAVS的目標是滿足這一需求。其最終愿景是在不改變核心協議的前提下，實現高效預確認，從而推動Ethereum生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)增長。
Skate：Skate的預確認AVS依托EigenLayer上的再質押資產，為所有跨鏈操作提供經濟安全保障。該AVS驗證跨鏈交易所需的捆綁數據和信息，隨后由Skate的中繼器簽署并準備執(zhí)行。通過這一流程，SkateAVS實現了數據的預確認，顯著提高了跨鏈交易的可靠性與效率。
Spire：Spire的BasedStack是一個BasedEthereum的Rollup框架，專為開發(fā)者打造應用鏈（AppChains）提供支持。該框架允許應用鏈直接與Ethereum交互，并定制化其定序方法，支持跨鏈兌換等功能，同時通過預確認優(yōu)化用戶體驗。BasedStack支持多種執(zhí)行環(huán)境，保障應用鏈的定序收入，并與傳統(tǒng)共享定序器保持兼容性。作為開源項目，BasedStack為開發(fā)者提供了構建與管理應用鏈所需的完整工具和資源，從而促進應用鏈開發(fā)及Ethereum生態(tài)系統(tǒng)的互操作性。
TaikoGwyneth：TaikoGwyneth是Taiko正在開發(fā)的一種Rollup設計，被歸類為basedRollup架構。其目標是實現與Ethereum的完全互操作性，同時直接在Ethereum上管理交易定序。這種設計充分利用了Ethereum的安全性和去中心化特性，同時提供高吞吐量和快速的最終確認。目前，Taiko正運行提議者機制以協助區(qū)塊創(chuàng)建，并探索預確認機制以促進社區(qū)內的盈利性區(qū)塊生產。該機制旨在優(yōu)化區(qū)塊時間調度和數據發(fā)布效率。為實現這些目標，Taiko正與Nethermind和Gattaca等項目展開深入合作。
L1驗證者
ChorusOne：ChorusOne是一家為Blockchain網絡提供驗證服務和基礎設施的項目，專注于多個協議中的質押服務，以增強網絡的穩(wěn)定性和安全性。作為L1驗證者，ChorusOne的職責是驗證交易并生成區(qū)塊，從而提升整個網絡的可靠性與效率。近期，ChorusOne對預確認技術表現出了極大的興趣，甚至在Devcon2024期間舉辦了相關專題活動。
研究
Nethermind：Nethermind是一個致力于開發(fā)Ethereum客戶端和工具的項目，其核心目標是提升Blockchain網絡的性能和穩(wěn)定性。通過引入先進的優(yōu)化技術，Nethermind積極推動Ethereum網絡交易吞吐量的提升。針對預確認技術，Nethermind一直進行深入研究，并已向Taiko的資助計劃提交了一項提案，旨在加速在Taiko主網上部署預確認功能。這一提案基于Nethermind的RFP-001項目，分兩個階段實施：第一階段將在有限的授權參與者中測試預確認功能；第二階段計劃逐步擴大預確認的應用范圍。展望未來
Taiko及眾多BasedRollup的Layer2項目，無論是否采用BasedRollup架構，都在努力優(yōu)化傳統(tǒng)Rollup中低效的交易最終確認流程。通過引入預確認（Preconfirmation）這一概念，這些項目正在構建一種交易確認系統(tǒng)，使用戶能夠更快速、更可靠地確認交易。借助這一方式，這些項目不斷探索如何提升用戶體驗和建立用戶信任。
Taiko則充分利用了其作為BasedRollup的Layer2項目的定位，積極推動BasedPreconfirmation的機制實施，從而實現與Ethereum的全面互操作性和去中心化。Taiko通過為用戶提供快速且可靠的交易最終確認保障，大幅提升了交易處理速度和可靠性，從而顯著改善了用戶體驗。
然而，包括Arbitrum的EdFelten在內的多位行業(yè)專家指出，當前仍然缺乏能夠完全支持預確認的成熟中間件。這表明預確認技術的成熟度和預確認者（Preconfer）的盈利模式依然面臨挑戰(zhàn)，這些問題亟需進一步解決。
如本文所述，越來越多的項目和參與者正積極進入預確認領域，各自帶來了獨特的創(chuàng)新方案，旨在提升EthereumLayer2的性能和效率。這一趨勢也契合了系統(tǒng)概念在初步實施后不斷優(yōu)化的普遍規(guī)律。我認為，這一階段標志著L2系統(tǒng)演化的重要節(jié)點，也是當前L2生態(tài)中一個令人振奮的積極發(fā)展。
通過預確認提升用戶便利性，不僅可能對DeFi和游戲等注重速度與效率的領域產生深遠影響，也可能通過提升EthereumLayer2的性能，重新連接Ethereum與此前分散的生態(tài)部分。這一性能提升或將使更多Type-1EthereumLayer2項目實現與Ethereum的深度集成，從而釋放此前因速度限制而難以獲得的潛力。這些進展勢必對整個Ethereum生態(tài)系統(tǒng)產生深遠的影響。
預確認仍是一條充滿挑戰(zhàn)的崎嶇之路。然而，像Taiko這樣的先行者正迎難而上，專注于為用戶提供更多的便利性。創(chuàng)新從來不是一件易事，但作為Ethereum及其Layer2生態(tài)系統(tǒng)的支持者，我向他們的努力致以由衷的敬意和鼓勵。