Sui創始人解析高性能區塊鏈架構：快速路徑與共識路徑的優勢

近日，我們採訪了一位區塊鏈領域的知名專家，探討了Sui基礎設施的復雜性和可擴展性，以及Sui的交易處理系統如何促成高性能網路。這位專家是某知名大學安全與隱私工程領域的教授。

以下爲本次採訪內容：

Q1：您來自學術領域，能介紹一下您的研究重點嗎？

我是某知名大學的教授，研究重點從廣義上說叫安全和隱私。在20世紀早期，我在點對點系統和匿名系統方面進行了相當多的研究，這些系統許多都是以存儲爲重點的大型分布式系統。當整個區塊鏈變得更加注重執行，尤其是以以太坊爲代表的，我對分布式帳本和區塊鏈以及如何執行智能合約產生了興趣。其中無需許可的特性，我在早期點對點系統的工作中就非常熟悉。於是，我在大學的研究小組開始着手研究如何構建更高性能的系統。我們創辦了一家公司，將我們的一些想法商業化，後來團隊被某大型科技公司收購。然後，我們幫助該公司提出了擴展區塊鏈的解決方案。但當方案沒有取得進展時，我離開了，繼續尋求其他機會來實現高性能區塊鏈的理念。

Q2：你還是一個教授，那您覺得應用和研究之間有什麼區別？

實際上並沒有太大的區別。當我們進行研究時，我們會考慮實現特定目標的所有可能性，比如構建一個高性能的區塊鏈或特定的功能。當然，在構建區塊鏈或選擇要在實際系統中使用的特定功能時，我們必須選擇其中一個可能。我們必須不斷地做出判斷，在所有這些好的想法中，哪一個實際上對人們最有用？哪個是人們正在尋求的？區塊鏈的採用存在哪些瓶頸？是什麼阻止了人們實現他們想要做的事情？在構建系統時，您仍然會考慮所有可能性，並試圖從學術文獻中了解可能的情況，然後選擇最相關的內容。這不僅僅是知識興趣，而是爲用戶創造價值。

Q3：從理論到實際應用時，您是如何確定要解決哪些問題的？

我在研究中解決的主要問題是如何擴展區塊鏈的不同功能。我專注於區塊鏈的系統方面，比如，如何增加交易吞吐量並降低延遲。這方面的問題是顯而易見的，每當我們看到以太坊上的某個合約變得非常流行時，以太坊平台就無法承受如此大的交易量，發生交易擁堵，費用暴漲。每當區塊鏈取得成功的時候，我們都看到它可處理的交易量都超過了現有的能力。因此，很明顯，問題在於沒有足夠的能力來滿足人們在這些區塊鏈上想要做的事情。這不僅僅是出於我們的想法，我們一次又一次地看到這種情況發生。在一段時間內，這被認爲是一項有價值的挑戰，不僅僅在我的團隊，實際上整個學術界都在研究區塊鏈，大家都在用不同的方式解決這個問題。現在，已經有相當多的技術被開發出來擴展區塊鏈的能力，以解決這些挑戰。但在當時，衆所周知，很多人用不同的方式來解決它。

Q4：L2網路是人們提出的解決擴展問題的一種方式，這與建立像Sui這樣的新型L1網路，有什麼區別和好處呢？

L2是以太坊生態系統中擴展的解決方案。但是對於應用程序開發者來說，使用L2網路有點棘手。當一個L2網路嘗試與以太坊進行交互時，必須進行橋接活動，雖然對於任何L2/L1的關係都是如此。在L1中代表coin、資產或其他內容的狀態必須在L2中得到鏡像，反之亦然。除此之外，L2還必須有一些機制，以便L1可以驗證在其中發生的一切。但這僅僅是第一部分，即存在於L1上的任何資產需要轉移到L2上，L2上必須發生一些活動，然後以某種方式將資產轉回L1。這是很麻煩的。

對於tokens這種可替代的資產，這種橋接活動還算順利，因爲人們擁有兩個帳戶和一個橋接中間件。但是對於更一般的資產來說，效果並不好。要想在以太坊上實際使用L2網路開發比tokens更復雜的應用，您需要在兩邊都有智能合約，一個用於鑄造，另一個用於銷毀。它們必須在兩個不同的生態系統穿梭，這是每個合約的自定義活動。您不能簡單地說，我會創建一個L2網路，然後把所有資產帶走，然後按照自己的意願進行操作，再將它們帶回來，沒有這種概念。這是一個手動的過程，非常容易出錯。因此，這並不是一個很好的體驗。想象一下，您在多個不同的L2網路上都有資產，而且在不同的L2網路上都有這些自定義智能合約。每次您想要對位於另一個L2網路上的某個狀態進行操作時，您都必須一路橋接回到L1，然後再回到L2。您不能輕鬆地說，我在這個區塊鏈上剛剛做了一些事情，然後我要在另一個區塊鏈上做另一些事情，我不需要考慮它是在哪個L1或L2上。一切都在這裏，我現在就拿在手上，已經準備好在我想要訪問的任何狀態上進行更多交易。這就是爲什麼將狀態分散在L2網路中的體驗不好。在不同的鏈之間移動資產非常棘手，對用戶來說也顯而易見。這就是爲什麼L2網路從未真正引起我興趣的原因。

還有一個例子是Cosmos，它擁有一個非常有趣的生態系統，採用了另一種方法，即通過爲不同的apps使用不同的區塊鏈來擴展。我們可以在不同的鏈上進行不同的交易速度，當需要在不同的apps之間進行操作時，可以在鏈之間橋接資產，但是它也面臨同樣的問題。每次您想要使用不同的apps時，您首先必須進行橋接操作，這對用戶來說是微妙且顯而易見的，然後您可以使用該app並橋接回來。您會發現自己花費更多的時間將資產從一條鏈轉移到另一條鏈，而不是做您真正想做的事情。

在Sui上，我們的方案是建立一個大型數據庫，實際上，它包含了所有被驗證節點復制的狀態。一旦您完成一筆交易，所有在同一個數據庫中的狀態都可以用於進行下一筆交易，而用戶不必在L1和L2上之間不斷地移動資產狀態。

Q5：Sui Lutris是Sui協議的基礎，它的關鍵創新是什麼，能使得Sui具有高吞吐量和低延遲的特性？

Sui Lutris由兩個關鍵理念組成：（1）對於區塊鏈上的許多操作，實際上不需要進行共識；（2）當您確實需要進行共識時，有一種非常高吞吐量的方法，它將這兩種方法結合在一起。Sui Lutris是Sui分布式系統的核心，確保在分布式網路上進行交易時，遵循協議的兩個不同驗證節點永遠不會處於不一致的狀態。從而不會出現一個驗證節點認爲您花了一個coin並將其發送給了Alice，而另一個驗證節點認爲同一個coin實際上發給了Bob的情況。

兩條不同的路徑，一條不需要共識（快速路徑），另一條需要共識（共識路徑）。當您要操作的對象僅屬於您自己，例如您自己的NFT角色和您想要組合的帽子，以便您的角色可以戴上帽子，理論上其他人不應該對它們進行操作。在這些情況下，Sui使用了快速路徑，它表示您可以操作自己的對象，您可以在沒有等待共識的情況下獲得交易的最終性，確保交易發生，帽子戴在了您的NFT頭上。

但在某些情況下，交易不僅僅只涉及屬於您自己的對象，它們由許多人共享。例如，如果有一個拍賣會出售小帽子，這種類型的拍賣會在Sui中表示爲一個共享對象。人們可以競標，出價最高的人贏得帽子。這種拍賣是一種不屬於單個實體的對象，每個人都必須能夠競標、共享，並更新關於最新出價的狀態，這些類型的操作需要額外的共識。Sui Lutris允許您擁有共享對象並在其上執行交易，從而您可以擁有其他對象，更改共享對象的狀態，或創建新的共享對象。它允許兩條路徑共存，並且由特定個體擁有的獨享對象或由多個人共享的共享對象之間相互作用。

這兩條不同的路徑具有不同的優勢。獨享對象的快速路徑的延遲極低，需要的時間少於一秒，非常快，並且可以廣泛地擴展。共識路徑的延遲則較高，通常超過一秒，容量也相當高，但是，與第一條路徑相比，它更難擴展。在Sui上，那些真正通過每天數百萬次交易來推動鏈上apps的通常使用第一條路徑，並且在很大程度上將其app結構化爲主要在獨享對象上進行最多的交易，而不是共享交易。另一方面，進行復雜工作的協議（例如DeFi）通常實行第二種類型的交易，因爲它們必須將許多不同人的競標或流動性結合在一起以執行操作。

Q6：Sui上的app開發者是否可以設計他們的apps以利用快速路徑？

是的，絕對可以。我認爲這是一個擴展apps設計者的核心工作。智能合約開發者完全可以控制他們在合約中操作的對象在任何特定時間內是單個實體的獨享對象還是共享對象。在Sui中擴展app的一個訣竅是確保大部分操作基本上是在獨享對象上進行的，因爲Sui可以在非常低的延遲下管理您想要的許多操作，這是一種很好的體驗。對於遊戲所必需的操作應該在這個類別中進行，與需要通過共享狀態和共享對象進行調解的操作相比，它們的延遲非常低。一旦點擊，交易就可在網路上立刻完成。

智能合約設計者對此有完全的控制權，他們基本上可以準確的指定每個類別中的交易是什麼。當然，合約的第一個版本可以將所有內容都視爲共享狀態，而所有內容都會通過較高延遲的共識路徑進行，但隨着需要進行擴展，開發者需要考慮在多大程度上可以做到不需要這些部分。

Q7：可編程交易區塊在這其中如何發揮作用？

可編程交易區塊可以在快速路徑或共識路徑上發揮作用。如果一個可編程交易區塊只涉及您的獨享對象，這意味着您可以在一個鏈上操作中執行多項操作。舉個例子，假設您是一個交易平台app，許多人在這裏買賣不同的coins，您可以在鏈上進行一次交易，概念上對應於人們所買賣的內容。但因爲您是交易所，它們都屬於您，因此可以同時結算一千個交易，這是快速路徑。另一方面，如果在可編程交易區塊內的一些對象是共享的，那就進入了共識路徑，這時延遲會稍高一些，不是不到一秒鍾而是要幾秒鍾。

Q8：主網上線了100多天，Sui的表現有證實您假設的研究理論嗎？有沒有什麼讓您感到驚訝的？

有幾件事情證實了Sui的設計，但也有一些事情令人深思。一個是在交易量特別多的時候，甚至是在一個特別的時刻，每天的交易量甚至超過6000萬筆，其中大部分交易是處於快速路徑。Sui Lutris非常可擴展且具有非常低的延遲。在那之前，尚不清楚是否會有人使用這條路徑，但當需要大量交易和低延遲時，它被使用了，而且非常有效！這很容易看到，就是這個方法。在那些日子裏，Sui的交易量超過了所有其他