主网上线在即 一文深度解析Sei
作者：Steve_4P，fourpillars；翻译：金色财经xiaozou
本文要点：
· 继Terra和FTX事件之后，区块链行业经历了围绕以太坊和rollup网络的市场改革。
· 在这种市场形势下，Sei网络声称自己是一个快速的单体L1链。
· 最终，区块链要想成功，就需要大量用户能够轻松使用，这对可扩展性和链稳定性有较高要求。
· Sei网络开发了Twin Turbo共识机制，以实现世界上最快的最终确定时间，同时保持稳定运行。
· 现在，随着主网发布即将到来，人们对Sei网络能够提供什么样的性能非常感兴趣。
1 、区块链行业的最新趋势— Sei
SEI网络的主网发布即将到来，它将成为世界上最快的区块链之一，也是领先的单体区块链。一直推迟主网计划至今的SEI网络于2023年8月1日宣布，SEI将上线全球最大交易所币安的launchpool。此外，币安8月15日将上架Sei网络代币SEI，正式确认SEI网络主网发布已为时不远。在SEI网络主网发布即将到来之际，让我们简要了解一下SEI网络，了解该网络的理念和最新成就。
1.1 Rollup 时代
继Terra和FTX事件之后，区块链行业经历了围绕以太坊和rollup网络的市场改革。将自己定位为以太坊竞争对手的Terra和Solana要么倒闭，要么元气大伤，“不再需要新的L1区块链”的观点也随之成为主流观点。这样的市场形势只会进一步让已经很强大的以太坊生态系统更强，随着更多的力量涌入以太坊采用的以rollup为中心的多链生态系统，2022年至2023年这段时间可以顺理成章地被称为“rollup时代”。在此期间，rollup链、L2解决方案和若干模块化区块链受到了极大的关注。下面来看众多rollup中的几个代表性项目：
1.1.1 Optimism 和OP Stack
当众所周知Coinbase（与币安并肩的世界上最大的交易所之一）通过OP Stack部署其BASE Chain时，OP Stack受到了极大的关注。
OP Stack是一套开源代码，提供建设Optimistic Rollup的能力。使用OP Stack可以非常轻松地创建rollup。它可以被看作是Optimistic Rollup的一种软件开发工具包（SDK）。最近，被称为Chat GPT之父的Sam Altman共同创立的Worldcoin也上线了Optimism主网，表明了他们对OP Stack多链愿景的支持。随着Coinbase和Worldcoin这两家知名公司积极利用Optimism和OP Stack，使用OP Stack建设Optimistic Rollup链的需求不断增长。
1.1.2 ZK Sync 和ZK Stack
虽然Optimism是一个建设Optimistic Rollup的rollup，它通过欺诈证明来验证交易，但ZK Sync构建了ZK rollup，它通过有效性证明来验证交易。尽管都是rollup，但它们的做法明显不同。目前，由于长期的技术进步，ZK Sync不仅成为以太坊生态系统中第三大L2 rollup，而且在2023年6月宣布推出类似于Optimism OP Stack的ZK Stack，从而加入了SDK大战。当然，目前还没有值得注意的用例，因为它还没有发布。然而，对于那些希望建设rollup的人来说，现在有了替代OP Stack的另一种选择，这表明rollup市场在未来的竞争会非常激烈。
除了这两个项目，区块链市场上还充斥着关于rollup、L 2和模块化区块链的种种讨论，因为各种基础设施，如RaaS（rollup即服务），都是为了简化Rollup的创建过程而开发的。那么，现在建设L2是最终的解决方案吗？创建新的L1的努力是否变得毫无意义？至少SEI网络似乎并不这么认为。
1.2 SEI 反向押注单体 L1 链：为什么他们不选择 L2 ？
在任一行业中，当某项技术获得大量关注时，不可避免地会有人才涌向该技术。然而，在盲目接受这些技术之前，也有必要进行批判性思考。Jay认为，构建rollup并不能立即解决区块链技术当前面临的问题，这一观点值得业内人士深思。也许，在某些方面，rollup可能是一个被滥用的术语，用来狡猾地欺骗那些被“L1区块链”一词拒之门外的人们。
当然，rollup和L1区块链并非在所有方面都完全相同。但是根据正在构建的应用程序和资产的类型，L1和rollup可能具有相似的属性。由于在Optimistic rollup上发行的所有资产都不受以太坊的保护，如果衡量链成功的标准是“许多用户应该能够毫无不便地使用它”，那么从SEI网络的角度来看，构建L1似乎与构建rollup一样有价值。
据说Sei Labs最初考虑将Sei网络构建为以太坊L2。然而，由于可扩展性的明显限制以及L2 rollup固有的单测序器问题，他们选择了L1。
等等，可扩展性问题怎么解决？引入rollup不是为了解决以太坊面临的固有的可扩展性问题吗？
虽然模块化区块链的支持者将rollup视为可扩展性问题的解决方案，但从Sei Labs的角度来看，rollup仍然是一个模棱两可的选择。毕竟，rollup仍然需要将处理过的数据存储到以太坊的区块中。由于以太坊区块空间并不是无限的，因此它们可以处理的交易数量有明确的上限。
1.2.1 计算Rollup 可以处理的最大TPS （每秒交易量）
以太坊区块的目标大小约为1500万gas。要验证以太坊中1 字节数据，需要16 gas。这意味着以太坊每个区块可以验证和处理大约937,500字节数据（1500万/16）。如果我们假设一个非常“简单”的rollup交易在打包提交给以太坊时使用了12字节（该数字因rollup和交易类型不同而不同，但该估算是基于V神对在rollup中执行的ETH转账的计算），那么一个以太坊区块可以处理的rollup交易数量为78,125（937,500/12）。鉴于以太坊的区块时间约为13-15秒，将78125除以13-15秒的结果最大值为6,000 TPS，最小值为5,208 TPS。然而，该计算是基于以太坊的区块空间专门用于rollup的假设。我们不要忘记，以太坊区块链本身也可以作为一个单体区块链运行。像Uniswap和Opensea这样的应用目前在以太坊基础层上运行。这意味着rollup也在与以太坊原生app争夺区块空间。因此，rollup所能达到的TPS上限很可能小于5000。即使引入了Proto Dank Sharding，TPS上限也不会显著增加。虽然Dank Sharding可能会提供显著的增加，但它将需要相当长的时间才能实现。
出于这些原因，Sei选择用自己的共识机制和区块时间建设L1解决方案，而不是依赖于rollup（以及ETH或Celestia）。当然，对于许多用户来说，要获得无缝顺滑的使用体验，网络必须非常快，同时仍然可以确保区块链固有的安全性。那么，Sei究竟是如何建设其网络的，它的速度有多快？
2 、 Sei 网络概况
SEI网络通常被视为专门用于交易的L1区块链，但它实际上是一个通用区块链。虽然SEI有自己的“订单匹配引擎”，但将SEI网络描述为具有强化的交易基础设施的通用区块链更为准确。这是因为交易资产被认为是区块链技术的基本特征之一。此外，除了内部强化的交易基础设施外，SEI还拥有惊人的速度，在“最终确定时间”方面超过了许多其他区块链。因此，更重要的是研究SEI用来实现这种速度的共识机制。
2.1 Twin-Turbo 共识机制：是什么让 Sei 速度这么快？
Twin Turbo共识机制可以理解为一种配备了两个涡轮的共识机制，即SEI网络所强调的智能区块传播（ Intelligent Block Propagation ） 和Optimistic 区块处理 （Optimistic Block Processing ） 。它们扮演着什么角色？它们是如何提高SEI的速度的？
2.1.1 智能区块传播
在传统的区块链中，区块传播包括两个步骤：
（1）当用户发起交易时，节点接收并验证交易，将其添加到其内存池中，并将此交易传播到其他节点。
（2）经过验证的交易由leader（PoW中的挖掘节点，BFT中的区块提议者）包含在一个区块中。然后，这个区块在整个网络中传播。只有当所有节点都接收此区块后，交易才能被视为被成功处理。
然而，这种传统方法效率低下，因为相同的交易被传输两次：第一次是在交易传播期间，然后在区块传播期间被再次传输。这将导致网络带宽的浪费。
为了解决这个问题，SEI网络引入了一种机制，在该机制下，区块提议者传播一个包含交易哈希值和一个引用完整区块的区块ID的提案，而不是实际的交易数据。哈希值是通过哈希函数处理的原始交易数据的汇总，占用空间比较小。
区块提议者首先将区块提议传播到网络中，然后逐渐将完整的区块进行一部分一部分传播。
形成区块，而不必等待完整区块的到来。如果有任何交易丢失，它们会等到整个区块到达后再处理交易。
SEI使用这种区块传播过程成功地将网络性能提高了约40%。（此外，SEI通过智能区块传播将最终确定时间降低到210ms，下文会提及。）
2.1.2 Optimistic 区块处理
在SEI的Optimistic处理之前，必须先建立对区块的共识，然后才能处理区块。然而，SEI一旦接收到一个区块就开始处理，同时处理Prevote和Precommit。这种结构可能看起来有潜在风险，但由于在区块处理期间也执行Prevote和Precommit进程，如果在此过程中认为区块无效，则可以简单地弃用区块并重新启动进程。因此，这并不是一个大问题。SEI网络并没有省略传统的共识过程，而是将这些过程并行处理。
SEI通过Optimistic区块处理成功地将网络性能提高了约33%。
2.2 交易并行处理
SEI还与Twin Turbo共识机制一起执行交易并行处理，这里重要的是找出哪些交易可以并行处理。并非所有交易都可以并行处理，因为很显然存在相互影响的交易。最终，为了实现安全的交易并行处理，找到具有潜在冲突的交易是非常重要的。SEI通过有向无环图（DAG）预识别交易之间的关系，如果确认这些交易是彼此独立的，则可以并行处理交易。通过这种方式，SEI已经能够每秒处理20,000笔订单。
3 、依然渴望速度： Sei 如何再减少最终确定时间
3.1 什么是最终确定时间？为什么它很重要？
许多人在计算区块链的性能和可扩展性时经常考虑到TPS（每秒交易量），但实际上，TPS可能是一个相当模糊的指标。这里有一个例子来解释为什么。让我们假设区块链A可以在一个区块中包含60万笔交易。但如果区块链A创建一个区块需要1分钟，那么TPS（=一个区块中的交易数量/以秒为单位的区块时间）将是10,000，但实际上，由于网络包含60万笔交易需要1分钟，因此不能视为每秒实时处理10,000笔交易。TPS只是一个将区块链的处理能力以秒为单位划分的数字，所以表面上的TPS对用户来说是不同的。
我举的例子可能不够极端，但即使你大幅增加每个区块的交易数量，并将区块时间延长到1小时，TPS仍然可能非常高（尽管用户将不得不等待一个小时才能将交易包含在网络中）。出于这个原因，最近在讨论区块链的可扩展性时，TTF（最终确定时间）似乎比TPS更常用，TTF是一个表明交易被确认所需时间的指标。特别是对于像SEI网络这样专注于金融交易的L1链来说，即时处理交易并在反映在网络中很重要，因此使TTF尽可能快是非常重要的。
3.2 Sei 与其他区块链比较
通过上述Twin Turbo共识机制（特别是通过智能区块传播），SEI网络成功地将最终确定时间降至约250ms。这是现有区块链中最快的最终确定时间，实际上可以被用户视为近乎即时的交易确认。当然，这是在非常积极的情况下的最终确定时间，在SEI测试网Atlantic-2上进行多次尝试后，最稳定的最终确定时间是410ms。他们成功地将终最终确定时间降至250ms，但某些节点难以维护网络，而RPC节点等基础设施玩家已经落后了。这是不可避免的，因为从本质上讲，区块链节点分散在世界各地，因此在传播和通信方面肯定会有困难。那么如何在减少最终确认时间的同时包含所有这些节点呢？
3.3 Sei 优化：即使在最保守的情况下也是最快的
为了解决上述问题，SEI网络在共识过程中添加了大约100ms的commit timeout（提交超时）。
根据网络条件，commit timeout时间将来可能会更短，但是现在，在这个测试网络中，添加的timeout是100ms。有了这个，就能够实现380ms的更快的最终确定时间，而没有添加timeout的情况下，可以实现稳定的410ms。有趣的是，即使有100ms的timeout，SEI也实现了现有区块链中最快的确认时间。根据未来的网络条件和对所添加timeout的调整，SEI的最终确定时间可能会进一步降低。SEI在保守环境中实现的最终确定时间比其他现有区块链更快，这是个非常有趣的事实。
4 、 SEI 的未来前景
实际上，SEI主网发布在去年一直被推迟，刚刚才最终确定。我并不隶属于SEI基金会，所以我无法准确解释为什么SEI主网计划被推迟，但我在研究SEI的期间了解到这样一个事实，那就是SEI一直在努力提高网络性能。似乎他们一直推迟主网发布，是为了达到他们理想的最终确定时间。当然，减少最终确定时间是必要的，但更关键的是网络在稳定环境下运行情况。过去的一年里，SEI一直专注于网络改进，推迟主网发布以确保速度和稳定性。
当然，在主网发布之后，可以被认为是一个不同于测试网的环境，有许多外部变量，因此无法确认在测试网获取的性能是否可以直接转嫁过去。然而，由于测试网环境的设置是尽可能保守的，因此在主网发布后立即实现快速最终确定时间是非常有可能的。
高稳定性和高速——如果SEI网络能够做到这两点，就可以创造这样一个环境：很多用户都可以使用该链而不会产生任何不便。最终，无论是L1还是L2，都需要大量用户使用才能成功，因此SEI主网发布吸引了区块链行业众多参与者的兴趣。作为一个更喜欢单体区块链而非模块化区块链的人，我真诚地希望SEI能够取得成功，并为L1竞争带来一个新的开端。