Sei新白皮书：Giga升级技术创新有哪些？

币圈百科 2025-09-01 10:30:02 0

Sei的Giga升级：区块链性能的新突破

Sei区块链最近发布了新的白皮书，介绍了名为Giga的重大升级。这份长达17页的技术文档对许多读者来说可能显得有些艰深难懂。本文将用更通俗易懂的方式，为你解读这次升级的核心内容，以及它如何从多个层面提升区块链的性能表现。

异步执行的区块生成机制

Giga升级的核心思想其实很简单：

"只要所有节点都拥有相同的初始状态，并且按照完全一致的顺序处理交易，那么最终它们都会得到相同的结果。"

这意味着，区块链的最终结果只取决于初始状态和交易顺序。因此，共识层只需要确定交易的顺序，每个节点就可以独立计算出最终状态。

这种设计将共识和执行分离开来，让区块可以异步执行。
一旦区块被确认，节点就会处理它，并在后面的区块中提交状态变化。
然后通过状态共识来验证这个区块，确保所有节点都计算出了正确的最终状态。

这里有个关键点：执行和共识（生成）是同时进行的。节点在计算一个区块时，也在接收其他区块。

所以，虽然区块本身是按顺序执行的，但区块生成过程确实和共识并行发生。对任何一个特定区块来说，这些过程都是完全异步的。

你可能会想，同时对同一个区块进行共识和执行似乎不可能。实际上，当节点在执行区块n时，它已经在接收区块n+1为下一步做准备了。

如果共识出现问题（比如网络中有三分之一的节点在作恶），链会暂停，这和标准的BFT协议类似。

区块内执行失败的交易不会让整个区块失效，只是保持失败状态。因为区块生成和执行是分开的，当前区块的最终状态会在后续区块中提交。

多提议者模型与Autobahn协议

这个共识协议有个很酷的名字——"Autobahn"（就像德国不限速的高速公路）。Autobahn将数据可用性和交易排序分开，背后有个很有趣的模型。

就像高速公路有多条车道一样，每个节点都有自己的通道。节点用这些通道来提出关于交易排序的提案。提案其实就是一组有序的交易。

Autobahn会定期执行"tipcut"操作，聚合多个提案来确定最终的交易顺序。

每个验证者都有自己的通道来提议交易批次。
当节点收到有效提议时，会发送投票来确认收到了这个提议。
提案收集到足够投票后，会形成一个可用性证明（PoA），确保数据已经被网络中至少一个诚实节点接收。
Tipcut以毫秒为单位进行，最终来自Autobahn的多个提案会被"切断"。

提议者有动力等待发布区块，并尽可能发布单个区块，但每个区块的执行时间限制（类似Gas限制）会稍微改变这种动态。

一条通道上的一个提议通常相当于一个区块，这意味着当Tipcut发生时，多个区块会被同时处理。

之后，该slot的领导者将Tipcut发送给其他节点完成排序。节点实际上在对单个Tipcut投票的同时，已经在准备下一个Tipcut了。

错过批次的节点可以从PoA中列出的验证者那里异步获取数据，这就是数据可用性的重要性所在。

在网络同步的情况下，如果领导者正常工作，Autobahn只需要两轮通信就能确认提议。如果领导者出问题，系统会选出新领导者来保持进程。

下一个tip-cut提议实际上可以在当前tip-cut的提交阶段就开始，这样能减少延迟，因为执行和生成是并行的。

简单来说，整个模型是一个多提议者系统，许多节点可以同时为区块排序提出提案。每个验证者都提议自己的区块，并获得网络拥有这些区块的证明（PoA），这有助于提高网络的吞吐量和整体效率。

并行执行的实现与应用

前面提到，区块执行过程与共识是并行发生的，虽然区块本身是按顺序执行的。你可能会好奇，这算不算真正的并行执行。

答案是：既是也不是。

虽然区块是按顺序执行，但区块内的交易确实可以并行处理。如果交易不修改（写入）相同的状态，而且一个交易的结果不影响另一个交易，那么它们就可以同时执行。

简单说，它们的执行路径不应该相互依赖。Giga没有内存池，交易会立即被节点包含。

Giga假设大多数交易之间没有冲突，并在多个处理器核心上同时处理这些交易。
每笔交易的更改会暂时存储在私有缓冲区中，不会立即应用到区块链上。
处理完成后，系统会检查该交易是否与之前的交易存在冲突。
如果有冲突，该交易会被重新处理。如果没有冲突，其更改将被应用到区块链并最终确定。

如果遇到高频冲突的情况，系统会切换为一次处理一个交易，确保交易能够顺利进行。

简单来说，并行执行就是把交易分配到多个核心上，让那些没有冲突的交易能够同时运行。

存储优化方案

由于交易量很大，数据需要既安全又容易访问，所以存储方式与传统区块链有所不同。Giga用简单的键值（key-value）格式存储数据，这种相对扁平的结构有助于减少数据更改时需要的多次更新或检查。

此外，Giga还采用分层存储方式：新数据保留在SSD（高速）上，而不常用的数据则迁移到速度较慢但更经济的存储系统中。

如果某个节点崩溃，它可以回放日志来恢复正确状态，并将更新应用到RocksDB（一种专用数据库）来组织数据。

这个存储系统使用了一种加密累加器（Cryptographic Accumulator），能够证明数据的正确性而不需要进行大量计算。累加器以批处理方式更新，让验证者和轻节点能够快速就区块链的当前状态达成一致。

成为多提议者EVM L1区块链的意义

L1基础设施有很多可以改进的地方，不同的L1也面临各种技术挑战，从MEV等经济问题到状态管理等技术问题。

成为首个支持多提议者的L1链很有挑战性，尤其是对EVM L1来说，因为EVM最初并不是为多提议者系统设计的。

不过，Sei正在尝试不同的方法来保留EVM以及开发者们习惯使用的工具。

并行交易执行、执行过程中达成共识以及多个提议者并行操作都有助于提升性能，执行吞吐量可提高约50倍。但这些改进也可能面临前面提到的一些风险。

这是Sei的第二次重大更新，之前Sei从Cosmos链转型为EVM链，现在又推出了针对速度优化的执行客户端。

接下来Sei的发展以及这些优化措施的效果，值得我们持续关注。

Sei的Giga升级代表了区块链技术的一次重要创新，通过异步执行区块生成、多提议者模型、并行执行和存储优化等多项技术，显著提升了区块链的性能和效率。作为首个支持多提议者的EVM L1区块链，Sei正在探索一条新的技术路径，虽然面临挑战，但也为整个行业提供了宝贵的经验。随着这些技术的成熟和应用，我们有望看到更快速、更高效的区块链生态系统，为用户和开发者带来更好的体验。