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MegaETH如何解鎖Web2效能,實現毫秒響應速度?

2025-04-06 14:43
閱讀本文需 37 分鐘
总结 AI 總結
看總結 收起
原文標題:Web2 Performance Parity Unlocked: The MegaETH Approach
原文作者:@deelabsxyz,web3 研究機構
原文編譯:zhouzhou,BlockBeats


編者按:


編者按:


以下為原文內容(為便於閱讀理解,原內容有所整編):


引言


如果你玩過《決勝時刻》這樣的《決勝時刻》這樣的線上遊戲,你可能會決定毫負秒級的延遲。想像一下,你是隊伍裡最後的倖存者,對面只剩下一個敵人。腎上腺素飆升,在關鍵時刻你瞄準爆頭,但就在瞬間,局勢逆轉——你被對手擊敗了。而這並不是運氣問題,而是因為對手的網路延遲比你更低。


再換個場景,假設你是高頻交易者,系統即時分析市場數據。突然,一家科技巨頭公佈了超乎預期的季度財報,股價迅速攀升。你的演算法瞬間捕捉到趨勢,在不到一秒的時間裡,價格已上漲 2%。你立刻平倉鎖定利潤。


這兩個例子有什麼共通點?它們都屬於 Web2 的即時應用,無論是遊戲還是交易,都需要毫秒級的反應速度。 Web2 透過中心化伺服器架構,實現了資料的高速流轉,讓資訊在設備與伺服器之間「同步」運行,幾乎沒有延遲。


那麼,區塊鏈能達到相同的效能水準嗎?去中心化系統一直面臨核心瓶頸:出塊時間較慢,節點需要達成共識,這帶來了固有的延遲和運算開銷。尤其是在以太坊虛擬機器等環境中,處理交易的效率往往受限。這些問題嚴重影響了 Web3 應用的使用者體驗,使其難以在速度和延遲方面與 Web2 競爭——至少,在最近之前確實如此。


可擴充性瓶頸


為了因應吞吐量低、交易處理速度慢等問題,Layer 2 擴充方案應運而生。像 Optimism、Arbitrum 和 Base 這樣的 L2 方案,核心想法是將大量運算和交易處理從 L1(以太坊主鏈)轉移出去,從而大幅提升網路的效率和擴展能力。


在 L2 方案中,使用者提交的交易首先進入 L2 的中心化排序器。排序器負責收集、排序並打包交易,然後執行交易並更新 L2 的狀態。之後,L2 會將經過壓縮的交易資料提交至 L1,以確保安全性並進行最終確認。當 L1 驗證完成後,L2 的狀態才會更新,交易才被視為最終確認。



儘管 L2 方案提升了以太坊的可擴展性,但交易的最終確認仍然存在延遲。這是因為 Rollup 依賴以太坊主網的安全性,需要定期提交承諾(如詐欺證明或有效性證明)來維持信任。這些流程導致交易必須等待主鏈確認才能最終完成,從而帶來了額外的延遲。


以 Optimistic Rollups 為例,它們設有最長 7 天的挑戰期,用於解決交易準確性爭議,這顯著拖慢了交易的最終確認速度。而 zk Rollups 雖然透過有效性證明加快了結算,但這也大幅增加了計算成本。即使是中心化的 L2 方案,也無法完全擺脫這些與 L1 綁定的安全機制,否則會影響去中心化和安全性。


此外,L2 方案通常是孤立運行的,這導致流動性碎片化,並增加了不同鏈之間交互的複雜度。在不同 Rollup 之間或從 L2 回到主鏈時,需要使用跨鏈橋,這不僅引入了額外的費用和延遲,還帶來了新的信任假設和安全風險。


最終的結果?所有 L2 方案的總交易處理能力僅約 270 筆/秒,遠低於 Web2 等級的效能標準,仍無法滿足大規模應用的需求。



解決可擴展性問題


除了 L2 方案外,以太坊在 2023 年 9 月)提出了一種改進性的思路方法(SlotFsal)在 2023 年 9 月)。該方案結合了 BLS(Boneh-Lynn-Shacham)簽名和超級委員會(Supercommittees),旨在實現 75 倍的最終確認速度提升,將交易確認時間從目前的 15 分鐘縮短至 單一 12 秒時隙。


要理解此方案的核心機制,我們可以拆解其關鍵部分。


BLS 簽章


BLS 簽章是一種密碼學技術,可以將多個簽章聚合成單一緊湊的簽章。具體來說,每個驗證者都會對區塊進行簽名,然後所有簽名被聚合成一個總簽名。


這機制帶來的效率提升是巨大的:驗證者無需逐一處理數百萬個簽名,而是可以一次完成共識驗證。由於採用這種聚合方式,即使是一個由 100 萬個節點組成的驗證者網絡,也能在標準的 12 秒時隙內完成簽名處理。


超級委員會(Supercommittees)


SSF 並不要求所有驗證者對每個區塊進行投票,而是採用了超級委員會機制。在每個 12 秒時隙中,系統會隨機挑選一小部分驗證者進行投票。例如,在 100 萬個驗證者中,可能只挑選 125,000 個作為該時隙的超級委員會成員,對目前區塊進行投票確認。


這種方式大幅降低了網路負擔:需要傳輸和處理的資料量減少,投票與簽章聚合的過程更快、更有效率,同時也不會影響系統的安全性和可靠性。


SSF 透過 BLS 簽署的高效聚合和超級委員會的投票優化,實現了極大程度的性能提升,使以太坊更接近 Web2 級別的交易確認速度。



儘管 SSF 提供了理論上的突破,但由於其架構過於複雜,目前並不具備實際部署的可行性。以太坊網路目前的運算能力和速度尚不足以支撐這項方案的實現。


然而,另一個針對高效能區塊鏈的替代方案正在興起-MegaETH(@megaeth_labs)。 MegaETH 採用了一種全新的策略,旨在突破可擴展性瓶頸。本文將深入探討 MegaETH,並評估其是否能成為解決區塊鏈效能問題的可行方案。


MegaETH:重新定義 L2 設計


MegaETH 徹底顛覆了傳統 L2 設計,專為極限性能打造,目標是實現小於 10 毫秒的出塊時間和超過 100,000 TPS,具備使應用區塊中心的速度新區塊化速度。


為什麼區塊鏈生態系統仍然需要新的 L2 解決方案?原因在於,儘管現有 L2 方案帶來了許多創新,例如新的借貸模式等,但在資料處理速度上仍遠遠落後於中心化系統。


MegaETH 的技術突破將顯著提升區塊鏈效能,使其成為中心化系統的真正替代方案,並促使人們重新思考去中心化在更複雜應用場景中的潛力。


架構概覽


與依賴單一中心化排序器來管理交易排序的傳統 L2 方案不同,MegaETH 採用了一套專業節點架構,以最大化系統效率。目前 MegaETH 體系結構由四個核心角色組成:


·排序器(Sequencers)

·證明者(Provers)

·全節點(Full Nodes)

·副本節點(Replica>

·全節點(Full Nodes)

·複製MegaETH 體系中,排序器是核心節點,負責接收、排序和處理使用者交易。


·高效能硬體支援:MegaETH 的排序器運行在高效能伺服器上,配備多核心處理器和大容量內存,避免了傳統 L2 依賴 SSD 或其他儲存設備造成的延遲。


·優化的狀態樹(State Trie):採用高效的內存與 I/O 設計,即使在內存受限的情況下,也能管理 TB 級別的數據,並避免額外的 I/O 開銷。相較於傳統依賴磁碟儲存的方案,這種設計可將狀態存取速度提升 1000 倍。


·並行處理:利用多核心 CPU,每個核心可以獨立執行任務,支援 EVM 交易的並行處理,將區塊處理時間壓縮至 10 毫秒以內,與線上多人遊戲的延遲水準相當。


總結:更多 CPU 核心 → 更高的平行度 → 更快的交易處理速度。


當使用者傳送交易到 MegaETH 網路時,排序器負責決定交易執行順序並完成處理。交易執行後,排序器會產生包含交易資料和狀態變更的區塊(即 state diffs),並將這些資訊傳送至副本節點或全節點,以便不同類型的使用者進行同步。


全節點(Full Nodes)


全節點在 MegaETH 中的角色與傳統區塊鏈類似,它們儲存整個區塊鏈狀態,並重新執行排序器提供的每筆交易,確保帳本的一致性。


此外,全節點還會利用零知識證明對區塊進行額外驗證,由證明者節點產生的 zk 證明確保交易的正確性,提升安全性和資料完整性。


副本節點(Replica Nodes)


與全節點不同,副本節點不儲存完整的區塊鏈狀態,也不重新執行交易,而是完全依賴證明者節點提供的零知識證明。


·副本節點透過點對點網路從排序器接收狀態變更數據,並直接套用到本機狀態副本,保持與網路同步。


·它們間接確認區塊的正確性,而不需要處理交易,從而大幅降低計算成本,提高同步效率。


這個模式讓 MegaETH 能夠支援更輕量級的節點部署,提高去中心化程度,同時維持網路的高效運作。


證明者節點(Provers)


在傳統區塊鏈中,節點需要儲存完整的狀態(如帳戶餘額)並驗證交易以確保正確性。


MegaETH 採用無狀態驗證的方式,證明者節點不需要儲存完整的狀態,而是依賴 zk 證明和排序器提供的狀態變更資料來驗證交易。這大幅減少了儲存需求,並提高了區塊確認效率。


EigenDA:去中心化資料可用性層


MegaETH 採用 EigenDA 作為去中心化的資料可用性儲存層,以確保所有交易相關資料始終可用,可供網路中的任何節點驗證或復原。


資料打包(Blobs):MegaETH 的排序器會將交易歷史壓縮成資料包,然後進一步拆分為更小的資料片段,以便於儲存和分發。


資料分發:這些資料片段被分配給 EigenDA 業者,即在 EigenLayer 質押 ETH 以保障網路安全的節點。這些運營商負責儲存數據,並在需要時提供數據檢索服務。


資料恢復與驗證:任何需要驗證 MegaETH 交易數據的使用者或節點,都可以透過 EigenDA 業者取得相關數據,確保區塊鏈的完整性。


2024 年 3 月 21 日,MegaETH 公測網(public testnet)正式上線,並展示出驚人的 20,000 TPS 性能,同時區塊時間僅為 10 毫秒,顯著領先於現有區塊鏈系統。


這項精心設計的多層架構,結合 EigenDA 的資料儲存能力,使 MegaETH 離真正的即時區塊鏈效能目標更近了一步。



MegaETH 架構工作流程


在 MegaETH 網路中,交易從循環到最終的交易流程從多個區塊中確認的功能。


1. 排序器處理交易並產生區塊


排序器在 MegaETH 生態中起著至關重要的作用,負責以下任務:


·接收用戶交易並決定其排序順序。


·處理交易,執行 EVM 計算,更新區塊鏈狀態。


·創建區塊,其中包括:

 狀態變更資料:交易執行後導致的狀態變化,例如帳戶餘額的更新。

 加密證明:用於驗證狀態變更的正確性。


2. 證明者(Provers)驗證區塊


證明者收到區塊後,執行以下步驟:


·接收並解析區塊,提取其中的交易、狀態變更資料和加密證明。


·執行加密演算法檢查證明,驗證交易是否符合 MegaETH 規則,確保:

 狀態變更資料未被竄改。

 狀態變更資料與交易邏輯一致。

 證明本身是密碼學上有效的。


·確認區塊:當足夠多的證明者完成驗證後,區塊被視為最終確認,並將確認資料廣播到整個網路。


關鍵最佳化點:


·證明者不需要儲存完整狀態,只需驗證排序器提供的加密證明,降低儲存需求並計算開銷。

·驗證比重新計算更快,因為它們只需檢查密碼學證明,而不是執行所有交易計算。

·可並行處理區塊,無論區塊的創建順序為何。例如,證明者可以先驗證第 10 個區塊,再驗證第 5 個區塊,只要擁有相應的狀態變更資料和加密證明即可。


3. 確認資料傳播至全網


當區塊經過足夠多的證明者驗證後:


·其確認資料會被傳送至 MegaETH 網路中的全節點和副本節點。

·全節點儲存完整區塊鏈狀態,並重新執行交易進行最終確認。

·副本節點依賴證明者的結果,直接套用狀態變更數據,保持同步。

·最終確認的區塊被正式添加到 MegaETH 主鏈。


這個架構使得 MegaETH 既能保持高效能,又能維持去中心化,同時優化運算和儲存需求,為區塊鏈的可擴展性提供了全新思路。



由於 MegaETH 在主以太坊網路之外處理交易,因此必須確保交易資料對所有網路參與者公開可見,以確保資料的準確性,並維持去中心化之外處理交易資料。這相當於為整個生態系統提供運作證明。


在 MegaETH 中,這些正確性的證明包括區塊數據,詳細記錄已完成的交易及其對區塊鏈狀態的影響。


為什麼 MegaETH 會採用兩種類型的節點?


MegaETH 網路中的大多數節點是副本節點,主要針對應用開發者和基礎設施供應商。它們經過優化,能夠支援前端應用,同時降低硬體需求,提升用戶體驗,使更多人能夠使用。


同時,全節點仍然至關重要,主要服務於橋接運營商和做市商等高級用戶,這些用戶更傾向於使用獨立驗證的數據。相較於副本節點,全節點需要更強的硬體配置,以便與排序器保持同步。


產品策略


MegaETH 目前尚未在主網發布,因此仍未實現廣泛 adoption,但它已經吸引了社區的關注並獲得了支持。


如今,MegaETH 已成為業界最受關注的項目之一。團隊付出了巨大努力,在建立信任和知名度方面取得了顯著成就。以下是他們成功的核心策略。


吸引頂級投資者


團隊成功完成了種子輪融資,籌集了 2000 萬美元,投資者包括 Dragonfly、Robot Ventures、Vitalik Buterin 等知名機構和個人投資者。



MegaETH 與 Vitalik Buterin 的關聯,使其成為技術上極具關注的項目,同時契合以太坊的長期願景,自然吸引了以太坊社區的野心。這不僅提升了專案的聲譽,也為其未來發展奠定了堅實基礎。


社群驅動的融資策略


MegaETH 在 Echo 平台進行了公開銷售。 Echo 是專門為吸引天使投資而建立的平台,允許投資者組隊,共同支持早期有潛力的加密項目。最終,MegaETH 在不到三分鐘內籌集了 1000 萬美元,成為 Echo 自測試版上線以來最快完成融資的項目。


本輪融資的最大亮點在於參與者的組成。 MegaETH 並未採用傳統的 VC 方式,即向創投機構尋求高估值投資,而是重新設計了流程,讓社區成員與大機構投資者享有同等的投資機會。


這項策略取得了極佳的效果,共吸引了 3200 名新投資者,平均每人投資 3000 美元,不僅籌集了資金,也建立了廣泛且高度參與的支持者群體。



Echo 平台最大交易(MegaETH 位元列第一)


本次融資結構結合了股權代幣的權益結構與選擇 20 萬美元,與本兩輪融資的估值均超過 1 億美元。


這種模式不僅幫助 MegaETH 獲得了真正的社區支持,還從一開始就讓社區深度參與生態建設,形成了明確且可持續的激勵機制,確保用戶長期活躍。


Fluffle NFT 系列


MegaETH 進一步強化其社區導向策略,推出了 Fluffle 系列 NFT——共 10,000 個獨特的 soulbound NFT(不可轉讓),每個價值 1 ETH),每個價值 1 ETH。


這個系列的特別之處在於,它代表了 至少 5% 的 MegaETH 網路份額,且隨著專案發展,這一比例還將繼續增長。這項機制不僅促進了長期參與,也增強了社區忠誠度。


首批 5,000 個 NFT 專門獎勵那些為 MegaETH 生態貢獻力量的早期支持者,例如推動核心協議發展或建立本地社區的用戶。在正式開放鑄造前,已有 80,000 個符合條件的地址 進入白名單。


第二批 5,000 個 NFT 將在幾個月後推出,旨在激勵那些持續透過社交互動和鏈上貢獻增強 MegaETH 生態的人,讓他們獲得相同的參與機會。



Mega Mafia 加速器


單純的資金早已投入社群的忠誠度,MegaETH 意識到這一點。因此,團隊並非僅向開發者提供資金支持,而是進一步推出了 Mega Mafia 加速器計畫。


該計畫旨在扶持能夠促進區塊鏈生態發展的項目,激勵新創意與技術進步。入選團隊不僅能獲得資源支持,還能與核心團隊及顧問密切合作,共同參與 線下活動 和產業高峰會。


目前,Mega Mafia 計畫孵化的專案 融資總額已超過 MegaETH 本身,且該計畫正積極支持 15 支團隊(完整名單可見官方資訊)。在此基礎上,MegaETH 正在建構一個 超越加速器本身的生態系統。


生態概覽


MegaETH 透過精準且精心設計的策略,成功吸引了多個高品質專案。其生態涵蓋多個領域,包括 交易平台、DeFi 解決方案、遊戲、娛樂 等。


此生態系於 2023 年初 啟動,並在 2024 年 持續擴展。 2024 年底,隨著 Mega Mafia Builder 計畫 的推出,首批計畫陸續落地。如今,MegaETH 生態內已匯聚 45 支以上的活躍團隊,並持續成長。



目前,MegaETH 的生態系統主要由 DeFi 和娛樂領域的項目組成,包括遊戲和 NFT 項目。這些領域的專案都涉及高效能應用,要求強大的頻寬和低延遲,而這些正是 MegaETH 的優勢所在。


雖然 DeFi 仍然是加密產業中最受歡迎的領域,擁有最多的應用,並且作為各個生態系統的經濟核心,但對於遊戲產業來說,情況則不同。


作為對比,我們可以看看 Arbitrum 生態系。它包含了超過 1,000 個項目,是今天以太坊上最知名和最廣泛使用的 L2 解決方案之一。


在 Arbitrum 生態系統中,DeFi 項目成為了焦點,大約有 440 個項目,而基礎設施類項目(包括工具)則有約 318 個項目,合計佔據生態系統的大約 72%。這凸顯了其註重成本效益的解決方案。娛樂類項目,如遊戲和 NFT,只佔 14%,這個較低的比例也有其合理性。


GameFi 的崛起始於 2021 年,但僅僅一年後,市場就經歷了明顯的下滑。造成這種崩盤的主要原因是令人失望的使用者體驗:遊戲的品質遠遠落後於 Web2 時代的專案。玩家常常抱怨沉浸感差、效能遲緩和遊戲玩法反應遲鈍,而引入的 L2 解決方案也未能扭轉局面。


生態系專案的獨特性


由於 MegaETH 擁有獨特的架構,它為同樣獨特的專案提供了基礎。為了更好地理解這一點,讓我們深入看看幾個代表性項目,這些項目因其廣泛的認知度和獨特的架構設計而被選中。


GTE


GTE (@GTE_XYZ) 是一個去中心化的交易平台,旨在透過結合集中式交易所(CEX)和去中心化交易所的特性來改善現有的 DEX。


GTE 專注於減少交易操作的延遲,提供與 CEX 相媲美的快速交易和效率,同時仍堅持去中心化交易所的核心原則——用戶資產的控制、透明性和增強的安全性。


該平台透過將整個交易週期納入一個生態系統來提供完整的解決方案—從創建代幣到支援現貨和保證金交易。這使得用戶能夠處理所有交易相關事務,而無需在不同的服務之間切換。


為了實現快速交易,GTE 選擇了 MegaETH 作為基礎,它不僅能夠快速處理交易,還能大幅降低 gas 成本,使得在 GTE 上進行交易比在大多數其他 DEX 上更具成本效益。



Pump Party


Pump Party (@pumppartyapp) 是一款去中心化應用,旨在創造互動的即時遊戲秀。用戶可以參與直播中的迷你遊戲,並爭奪代幣獎勵。


平台的運作方式如下:使用者透過電子郵件或社群媒體註冊,查看節目時間表並加入直播。在直播過程中,主持人將主持遊戲,用戶可以參與其中。


遊戲結束時,系統會根據獲得最高分的用戶選出贏家,代幣獎勵會自動加入他們的帳戶。


該專案自我定位為「面向普通人的加密應用」,意味著它主要面向那些對區塊鏈不熟悉的人群。從某種意義上,它有潛力成為類似區塊鏈版的「Twitch」。



Teko Finance


Teko (@tekofinance) 是一個借貸協議,聲稱是第一個提供即時低抵押貸款的平台。其主要目標是克服傳統鏈上貸款的限制,如高抵押要求和性能瓶頸,將借貸服務提升到接近傳統金融的水平。


使用者將資產存入協議作為抵押,協議透過內建預言機評估資產的流動性和波動性。根據評估結果,用戶將獲得一種代幣形式的貸款,這些代幣的價值可能低於抵押物,因為協議有風險管理機制。這些代幣可以在生態系統內使用,也可以帶有利息地償還,利息會根據市場狀況動態調整。


透過與 MegaETH 的整合並使用內建的預言機,Teko 即時更新資產價格和市場條件。這確保了準確的風險評估,並讓協議能夠即時適應市場變化。因此,Teko 在其他借貸協議中脫穎而出,成為一個具有競爭力的選擇。



未來展望


展望未來,有一點是明確的:生態系統將進一步擴展,吸引許多新的應用程式。它們的穩定性和可行性將檢驗人們和應用程式是否真正需要 100,000 TPS(每秒交易處理量)。


例如,Visa 的峰值處理能力達到 56,000 TPS,能夠處理全球數百萬用戶的交易,這已經運作得很好。現在,假設有 10 億設備,每個設備每 10 秒進行一次交易,總共就是 100,000 TPS。但實際上,並非所有設備同時運行,這會減輕系統的壓力。


同時,GameFi 市場很可能會找到新的活力,突破目前區塊鏈面臨的障礙。試想,在區塊鏈上有一款 RPG 遊戲,20,000 個玩家同時在線:每一次爆炸、物品購買或射擊都被視為一個交易。再乘以成千上萬的動作同時發生,結果可能會非常龐大,甚至超過 100,000 TPS。


再看看高頻交易,這種交易策略依賴於在短短一秒鐘內執行成千上萬甚至數百萬筆小額交易。在 HFT 中,速度至關重要:確認交易更快的交易員能夠抓住最佳的市場位置,將競爭對手甩在後面。如果這種速度能夠帶到區塊鏈上,將會是真正的突破,推動整個產業邁上一個新的高度。


這些場景的現實將在 2025 年底 MegaETH 主網啟動時變得清晰,那時我們將有機會驗證這些想法。


結論


許多團隊曾嘗試創造超高性能的區塊鏈,但成功的寥寥無幾。目前,所有以太坊的 Rollup 方案加起來大約處理 200-300 TPS,且沒有太多證據表明對更高容量的需求。


MegaETH 提出了一個有吸引力的擴展解決方案,承諾提供 100,000+ TPS 和不到 10 毫秒的區塊時間。這可能會成為最終的擴展突破。然而,我們仍需保持耐心,觀察是否真的需要如此龐大的區塊鏈處理能力,以及 MegaETH 的用戶獲取策略是否能證明有效。


隨著主網計畫在 2025 年底發布,MegaETH 有一個重要的機會去證明其潛力。我們很快就會知道它是否能兌現其承諾,激發用戶的興趣,甚至可能彌合 Web2 與 Web3 之間的效能差距。


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