以太坊与Solana的技术竞赛：共识机制的新探索

以太坊正在进行供给侧改革。在"无限花园"梦想破灭后，Vitalik调整了对L2/Rollup的策略，更积极地防守L1赛道。以太坊主网的"提速降费"计划已被提上日程，转向Risc-V只是开始，未来如何在效率上赶上甚至超越Solana将成为重点。

与此同时，Solana持续扩大消费需求场景。Solana的回应是"扩大规模或消亡"，坚定不移地走做大做强L1之路。除了某交易公司研发的Firedancer进入部署流程外，在近期纽约Solana大会上，Anza团队的Alpenglow共识协议引起了广泛关注。

以太坊的终极目标是成为世界计算机，巧合的是，Alpenglow也有同样的愿景。

大规模节点时代的20%安全共识

从比特币开始，节点数量和分散程度一直被视为衡量区块链网络去中心化程度的重要指标。为避免集中化，安全门槛通常被设定在33%，即任何单一实体都不应超过这一比例。

在资本效率的推动下，比特币挖矿最终走向了矿池集群，以太坊则成为了某些staking服务提供商和中心化交易所的主要舞台。当然，这并不意味着这些实体能够控制网络运行，在"维护网络-获取激励/管理费"的模式下，他们并无作恶动机。

然而，评估网络健康度必须考虑其规模。例如，在一个仅有3人的小团体中，需要2/3赞同才能称得上有效运行，仅追求任意1/3的最低限度安全保障是没有意义的，因为剩余两者很容易串通，作恶成本极低，收益却很高。

相比之下，在一个拥有10000个节点的大规模网络中，就没必要追求2/3的多数票。在激励模式之外，大多数节点互不相识，大型staking服务提供商和交易所之间的共同作恶协调成本也过高。

那么，如果我们适当降低节点数量和共识比例，是否能实现"提速降费"？

Alpenglow就是基于这种思路设计的。它计划保持约1500个节点的规模，同时将安全共识降低到20%。这不仅可以提高节点确认速度，为节点赚取更多主网激励，还可以鼓励节点规模的扩大，比如增至1万左右。

这种做法是否会产生1+1>2的效果，还是会突破现有安全机制，仍有待观察。

Alpenglow的技术创新

Alpenglow的理论基础是，在大规模节点时代，不需要太高的共识数量。因为在PoS机制下，作恶者需要动用巨额资本才能控制网络。即使是20%的规模，以目前价格计算，以太坊需要200亿美元，Solana也需要100亿美元。

在具体实践上，Alpenglow将整个流程大致分为Rotor、Votor和Repair三个部分。从某种程度上说，Alpenglow是对Turbine机制的深度改造。

Turbine是Solana的区块广播机制，负责传播区块信息以达到全部节点进行共识确认的目的。与早期以太坊使用的Gossip协议不同，Turbine采用了一种分级传播的方式：

1. 每个周期内，将节点分为Leader、Relay以及普通节点，只有Leader节点可以发送区块广播信息。
2. 少数Relay节点接收信息后继续广播给更多普通节点，形成一个类似树状结构的Turbine Tree。

在Alpenglow中，这一机制的变种被称为Rotor，本质上是一种有序的区块消息传播方式，其中任何Leader或Relay节点都不是固定的。

Votor则是节点确认机制。在Alpenglow的设想中，如果首轮节点投票达到80%比例（满足20%以上的最低限度），就可以直接快速通过。如果首轮投票介于60%到80%之间，则可以开启第二轮投票，再次超过60%即可最终确认。

如果还不能达成共识，就会启动Repair机制。不过，这种情况类似于Optimistic Rollup的挑战期，如果真的走到这一步，协议很可能会面临严重问题。

与简单地增加硬件资源来提高带宽不同，Alpenglow的目标是减少区块共识生成过程。如果能够将数据块控制在目前的1500 Bytes左右，并且生成时间足够短（目前测试中极限情况能达到100ms，是现有10s的1%），那么性能提升将会非常显著。

结语

在MegaETH之后，现有的L2基本已经发展到了极限。随着SVM L2无法获得Solana的支持，Solana主网对继续扩容有实际需求。只有主网TPS压倒一切竞争对手，才能将Solana作为"以太坊杀手"的理念贯彻到底。

值得注意的是，Alpenglow并不仅限于Solana，理论上任何PoS链，包括以太坊在内都可以采用这种机制。与之前介绍的Optimum类似，现有的区块链研究已经触及技术边界，急需更多计算机科学，甚至是社会学理念的支持。

随着区块链技术的不断发展，未来的竞争格局可能会更加复杂和多元化。各个公链都在努力探索提高性能和可扩展性的新方法，这种良性竞争将推动整个行业向前发展。