区块链技术的进步与挑战

区块链技术自比特币诞生以来已经取得了长足的进步。随着游戏和NFT等新应用场景的出现，业界正在不断探索提高技术效率的方法，特别是在处理高负载和提供实时延迟方面。L1区块链面临两大主要挑战:一是需要在保持低延迟的同时实现高吞吐量，二是确保共识协议长期稳定。在解决这些挑战的同时，还应该通过验证节点的动态参与和重新配置来保持去中心化。

实现高吞吐量的一种方法是使用基于DAG的共识协议。这些协议使区块链能够同时处理大量交易，非常适合游戏和NFT等应用场景。然而，基于DAG的协议会导致几秒钟的延迟，对于普通转账或游戏操作来说时间成本较高。

另一方面，无共识协议在减少延迟和扩展方面显示出巨大的潜力。这些协议消除了对共识的需求，允许快速处理交易，而无需对并行处理的独立交易进行总排序。但是，它们仅限于一类受限的简单区块链操作，这限制了可以实现的智能合约，并且重新配置动态变化的验证者集可能具有挑战性。

尽管这些方法具有潜力，但目前它们主要停留在学术研究阶段，还未被广泛应用于生产环境。有一种新的协议结合了基于DAG的共识和无共识的方法，以实现两全其美：亚秒级延迟和每秒数千笔交易的持续吞吐量。该协议完成了这两个任务，并保持了在共享对象上表达复杂合约、生成检查点以及跨时期重新配置验证者集的能力。

创新的混合方法

这种新协议采取了一种独特的方法，将上述两种方法结合起来。为了确保对单个所有者拥有的资产（拥有的对象）进行操作的安全性，系统在验证者之间采用了一致的广播协议，这导致延迟低于共识。该协议仅依靠共识来处理在共享对象上运行的复杂智能合约，即任何用户都可以改变的对象。它还支持网络维护操作，例如定义检查点和重新配置验证器。在复制的拜占庭环境中处理交易时，这种新颖的策略提供了两全其美的方法。

交易处理流程

在这个新协议中，拥有私钥的用户创建并签署用户交易，以改变他们拥有的对象，或者他们拥有的对象和共享对象的混合体。交易被发送到每个验证节点，验证节点执行一系列有效性和安全性检查，对其进行签名，并将已签名的交易返回给客户端。客户端收集来自绝大多数验证节点的响应以形成交易证书，此时交易可以被认为是不可逆的。

证书组装完成后，将被发送回所有验证节点，验证节点检查其有效性并向客户确认收到。如果交易涉及独占对象，交易证书可以立即处理并执行，无需等待共识引擎。所有证书都转发到基于DAG的共识协议。共识最终输出证书的总顺序；验证节点检查并执行包含共享对象的那些交易，客户可以收集绝大多数验证节点的响应，将它们组装成一个效果证书，并将其用作交易结算的证明。随后，为每个共识提交形成检查点，这也用于驱动重新配置协议。

其他重要特性

除了主要交易流程外，该协议还提供了许多设施来支持生产级区块链：

1. 实施检查点协议，产生系统中所有交易的因果历史，用于完整的审计和保持节点同步。

2. 支持在每个时期结束时重新配置，此时验证者集及其投票权可能会发生变化。

3. 在时期结束时安全地"解锁"错误锁定的资产，将漏洞的损害降到最低。

这种新的协议为区块链提供了一种高效、安全和灵活的解决方案，有望推动区块链技术在更广泛的应用场景中的应用和发展。