Sui创始人解析高性能区块链架构：快速路径与共识路径的优势

近日，我们采访了一位区块链领域的知名专家，探讨了Sui基础设施的复杂性和可扩展性，以及Sui的交易处理系统如何促成高性能网络。这位专家是某知名大学安全与隐私工程领域的教授。

以下为本次采访内容：

Q1：您来自学术领域，能介绍一下您的研究重点吗？

我是某知名大学的教授，研究重点从广义上说叫安全和隐私。在20世纪早期，我在点对点系统和匿名系统方面进行了相当多的研究，这些系统许多都是以存储为重点的大型分布式系统。当整个区块链变得更加注重执行，尤其是以以太坊为代表的，我对分布式账本和区块链以及如何执行智能合约产生了兴趣。其中无需许可的特性，我在早期点对点系统的工作中就非常熟悉。于是，我在大学的研究小组开始着手研究如何构建更高性能的系统。我们创办了一家公司，将我们的一些想法商业化，后来团队被某大型科技公司收购。然后，我们帮助该公司提出了扩展区块链的解决方案。但当方案没有取得进展时，我离开了，继续寻求其他机会来实现高性能区块链的理念。

Q2：你还是一个教授，那您觉得应用和研究之间有什么区别？

实际上并没有太大的区别。当我们进行研究时，我们会考虑实现特定目标的所有可能性，比如构建一个高性能的区块链或特定的功能。当然，在构建区块链或选择要在实际系统中使用的特定功能时，我们必须选择其中一个可能。我们必须不断地做出判断，在所有这些好的想法中，哪一个实际上对人们最有用？哪个是人们正在寻求的？区块链的采用存在哪些瓶颈？是什么阻止了人们实现他们想要做的事情？在构建系统时，您仍然会考虑所有可能性，并试图从学术文献中了解可能的情况，然后选择最相关的内容。这不仅仅是知识兴趣，而是为用户创造价值。

Q3：从理论到实际应用时，您是如何确定要解决哪些问题的？

我在研究中解决的主要问题是如何扩展区块链的不同功能。我专注于区块链的系统方面，比如，如何增加交易吞吐量并降低延迟。这方面的问题是显而易见的，每当我们看到以太坊上的某个合约变得非常流行时，以太坊平台就无法承受如此大的交易量，发生交易拥堵，费用暴涨。每当区块链取得成功的时候，我们都看到它可处理的交易量都超过了现有的能力。因此，很明显，问题在于没有足够的能力来满足人们在这些区块链上想要做的事情。这不仅仅是出于我们的想法，我们一次又一次地看到这种情况发生。在一段时间内，这被认为是一项有价值的挑战，不仅仅在我的团队，实际上整个学术界都在研究区块链，大家都在用不同的方式解决这个问题。现在，已经有相当多的技术被开发出来扩展区块链的能力，以解决这些挑战。但在当时，众所周知，很多人用不同的方式来解决它。

Q4：L2网络是人们提出的解决扩展问题的一种方式，这与建立像Sui这样的新型L1网络，有什么区别和好处呢？

L2是以太坊生态系统中扩展的解决方案。但是对于应用程序开发者来说，使用L2网络有点棘手。当一个L2网络尝试与以太坊进行交互时，必须进行桥接活动，虽然对于任何L2/L1的关系都是如此。在L1中代表coin、资产或其他内容的状态必须在L2中得到镜像，反之亦然。除此之外，L2还必须有一些机制，以便L1可以验证在其中发生的一切。但这仅仅是第一部分，即存在于L1上的任何资产需要转移到L2上，L2上必须发生一些活动，然后以某种方式将资产转回L1。这是很麻烦的。

对于tokens这种可替代的资产，这种桥接活动还算顺利，因为人们拥有两个帐户和一个桥接中间件。但是对于更一般的资产来说，效果并不好。要想在以太坊上实际使用L2网络开发比tokens更复杂的应用，您需要在两边都有智能合约，一个用于铸造，另一个用于销毁。它们必须在两个不同的生态系统穿梭，这是每个合约的自定义活动。您不能简单地说，我会创建一个L2网络，然后把所有资产带走，然后按照自己的意愿进行操作，再将它们带回来，没有这种概念。这是一个手动的过程，非常容易出错。因此，这并不是一个很好的体验。想象一下，您在多个不同的L2网络上都有资产，而且在不同的L2网络上都有这些自定义智能合约。每次您想要对位于另一个L2网络上的某个状态进行操作时，您都必须一路桥接回到L1，然后再回到L2。您不能轻松地说，我在这个区块链上刚刚做了一些事情，然后我要在另一个区块链上做另一些事情，我不需要考虑它是在哪个L1或L2上。一切都在这里，我现在就拿在手上，已经准备好在我想要访问的任何状态上进行更多交易。这就是为什么将状态分散在L2网络中的体验不好。在不同的链之间移动资产非常棘手，对用户来说也显而易见。这就是为什么L2网络从未真正引起我兴趣的原因。

还有一个例子是Cosmos，它拥有一个非常有趣的生态系统，采用了另一种方法，即通过为不同的apps使用不同的区块链来扩展。我们可以在不同的链上进行不同的交易速度，当需要在不同的apps之间进行操作时，可以在链之间桥接资产，但是它也面临同样的问题。每次您想要使用不同的apps时，您首先必须进行桥接操作，这对用户来说是微妙且显而易见的，然后您可以使用该app并桥接回来。您会发现自己花费更多的时间将资产从一条链转移到另一条链，而不是做您真正想做的事情。

在Sui上，我们的方案是建立一个大型数据库，实际上，它包含了所有被验证节点复制的状态。一旦您完成一笔交易，所有在同一个数据库中的状态都可以用于进行下一笔交易，而用户不必在L1和L2上之间不断地移动资产状态。

Q5：Sui Lutris是Sui协议的基础，它的关键创新是什么，能使得Sui具有高吞吐量和低延迟的特性？

Sui Lutris由两个关键理念组成：（1）对于区块链上的许多操作，实际上不需要进行共识；（2）当您确实需要进行共识时，有一种非常高吞吐量的方法，它将这两种方法结合在一起。Sui Lutris是Sui分布式系统的核心，确保在分布式网络上进行交易时，遵循协议的两个不同验证节点永远不会处于不一致的状态。从而不会出现一个验证节点认为您花了一个coin并将其发送给了Alice，而另一个验证节点认为同一个coin实际上发给了Bob的情况。

两条不同的路径，一条不需要共识（快速路径），另一条需要共识（共识路径）。当您要操作的对象仅属于您自己，例如您自己的NFT角色和您想要组合的帽子，以便您的角色可以戴上帽子，理论上其他人不应该对它们进行操作。在这些情况下，Sui使用了快速路径，它表示您可以操作自己的对象，您可以在没有等待共识的情况下获得交易的最终性，确保交易发生，帽子戴在了您的NFT头上。

但在某些情况下，交易不仅仅只涉及属于您自己的对象，它们由许多人共享。例如，如果有一个拍卖会出售小帽子，这种类型的拍卖会在Sui中表示为一个共享对象。人们可以竞标，出价最高的人赢得帽子。这种拍卖是一种不属于单个实体的对象，每个人都必须能够竞标、共享，并更新关于最新出价的状态，这些类型的操作需要额外的共识。Sui Lutris允许您拥有共享对象并在其上执行交易，从而您可以拥有其他对象，更改共享对象的状态，或创建新的共享对象。它允许两条路径共存，并且由特定个体拥有的独享对象或由多个人共享的共享对象之间相互作用。

这两条不同的路径具有不同的优势。独享对象的快速路径的延迟极低，需要的时间少于一秒，非常快，并且可以广泛地扩展。共识路径的延迟则较高，通常超过一秒，容量也相当高，但是，与第一条路径相比，它更难扩展。在Sui上，那些真正通过每天数百万次交易来推动链上apps的通常使用第一条路径，并且在很大程度上将其app结构化为主要在独享对象上进行最多的交易，而不是共享交易。另一方面，进行复杂工作的协议（例如DeFi）通常实行第二种类型的交易，因为它们必须将许多不同人的竞标或流动性结合在一起以执行操作。

Q6：Sui上的app开发者是否可以设计他们的apps以利用快速路径？

是的，绝对可以。我认为这是一个扩展apps设计者的核心工作。智能合约开发者完全可以控制他们在合约中操作的对象在任何特定时间内是单个实体的独享对象还是共享对象。在Sui中扩展app的一个诀窍是确保大部分操作基本上是在独享对象上进行的，因为Sui可以在非常低的延迟下管理您想要的许多操作，这是一种很好的体验。对于游戏所必需的操作应该在这个类别中进行，与需要通过共享状态和共享对象进行调解的操作相比，它们的延迟非常低。一旦点击，交易就可在网络上立刻完成。

智能合约设计者对此有完全的控制权，他们基本上可以准确的指定每个类别中的交易是什么。当然，合约的第一个版本可以将所有内容都视为共享状态，而所有内容都会通过较高延迟的共识路径进行，但随着需要进行扩展，开发者需要考虑在多大程度上可以做到不需要这些部分。

Q7：可编程交易区块在这其中如何发挥作用？

可编程交易区块可以在快速路径或共识路径上发挥作用。如果一个可编程交易区块只涉及您的独享对象，这意味着您可以在一个链上操作中执行多项操作。举个例子，假设您是一个交易平台app，许多人在这里买卖不同的coins，您可以在链上进行一次交易，概念上对应于人们所买卖的内容。但因为您是交易所，它们都属于您，因此可以同时结算一千个交易，这是快速路径。另一方面，如果在可编程交易区块内的一些对象是共享的，那就进入了共识路径，这时延迟会稍高一些，不是不到一秒钟而是要几秒钟。

Q8：主网上线了100多天，Sui的表现有证实您假设的研究理论吗？有没有什么让您感到惊讶的？

有几件事情证实了Sui的设计，但也有一些事情令人深思。一个是在交易量特别多的时候，甚至是在一个特别的时刻，每天的交易量甚至超过6000万笔，其中大部分交易是处于快速路径。Sui Lutris非常可扩展且具有非常低的延迟。在那之前，尚不清楚是否会有人使用这条路径，但当需要大量交易和低延迟时，它被使用了，而且非常有效！这很容易看到，就是这个方法。在那些日子里，Sui的交易量超过了所有其他