Sui区块链专家解读：快速路径与共识路径如何提升网络性能

近日，我们采访了一位区块链领域的专家，探讨了Sui基础设施的复杂性和可扩展性，以及Sui的交易处理系统如何促成高性能网络。这位专家是某知名高校安全与隐私工程领域的教授。

以下为本次采访内容：

Q1：您能介绍一下您的研究重点吗？

我的研究重点从广义上说是安全和隐私。在早期，我在点对点系统和匿名系统方面进行了大量研究，这些系统许多都是以存储为重点的大型分布式系统。当区块链领域开始更加注重执行，尤其是以某些平台为代表的，我对分布式账本和区块链以及如何执行智能合约产生了兴趣。其中无需许可的特性，我在早期点对点系统的工作中就很熟悉。于是，我的研究小组开始着手研究如何构建更高性能的系统。我们创办了一家公司，将我们的一些想法商业化，后来团队被某大型科技公司收购。然后，我们帮助该公司提出了扩展区块链的解决方案。但当方案没有取得进展时，我离开了，继续寻求其他机会来实现高性能区块链的理念。

Q2：您觉得应用和研究之间有什么区别？

实际上并没有太大的区别。在研究中，我们会考虑实现特定目标的所有可能性，比如构建一个高性能的区块链或特定的功能。在实际构建系统时，我们必须从这些好的想法中选择最相关的内容。这不仅仅是知识兴趣，而是为用户创造价值。我们必须不断地做出判断，选择对人们最有用、最能解决实际问题的方案。

Q3：从理论到实际应用时，您是如何确定要解决哪些问题的？

我在研究中主要解决如何扩展区块链的不同功能。我专注于区块链的系统方面，比如如何增加交易吞吐量并降低延迟。这个问题很明显，每当某个合约变得非常流行时，平台就无法承受如此大的交易量，发生交易拥堵，费用暴涨。我们一次又一次地看到，区块链的交易处理能力无法满足用户需求。这不仅仅是我们的想法，整个学术界都在研究不同的方式来解决这个问题。现在，已经有相当多的技术被开发出来扩展区块链的能力。

Q4：L2网络与建立新型L1网络，有什么区别和好处？

L2是某些生态系统中扩展的解决方案。但对于应用程序开发者来说，使用L2网络有些棘手。当L2网络与L1进行交互时，必须进行桥接活动。L1中代表的状态必须在L2中得到镜像，反之亦然。L2还必须有机制让L1验证其中发生的一切。这个过程很麻烦，尤其是对于复杂资产来说。

在我们的新型L1网络上，我们建立了一个大型数据库，包含了所有被验证节点复制的状态。一旦完成一笔交易，所有在同一个数据库中的状态都可以用于下一笔交易，用户不必在不同层级间不断移动资产状态。

Q5：您能介绍一下新型L1网络的基础协议的关键创新吗？

这个协议由两个关键理念组成：一是对于区块链上的许多操作，实际上不需要进行共识；二是当需要进行共识时，有一种高吞吐量的方法。这个协议是分布式系统的核心，确保遵循协议的不同验证节点永远不会处于不一致的状态。

协议提供了两条不同的路径：一条不需要共识（快速路径），另一条需要共识（共识路径）。当操作的对象仅属于自己时，可以使用快速路径，无需等待共识就能获得交易的最终性。但在某些情况下，如涉及共享对象时，就需要使用共识路径。

这两条路径具有不同的优势。快速路径的延迟极低，需要的时间少于一秒。共识路径的延迟较高，通常超过一秒，但容量也相当高。那些每天进行大量交易的应用通常使用快速路径，而进行复杂操作的协议（如DeFi）则更多使用共识路径。

Q6：开发者是否可以设计他们的应用以利用快速路径？

绝对可以。这是扩展应用设计的核心工作。开发者完全可以控制他们在合约中操作的对象是独享对象还是共享对象。扩展应用的一个诀窍是确保大部分操作基于独享对象进行，因为这样可以在非常低的延迟下管理操作，提供很好的用户体验。

开发者对此有完全的控制权，他们可以准确指定每个类别中的交易是什么。随着需要进行扩展，开发者需要考虑如何最大化利用快速路径。

Q7：可编程交易区块如何在这个系统中发挥作用？

可编程交易区块可以在快速路径或共识路径上发挥作用。如果一个可编程交易区块只涉及独享对象，这意味着可以在一个链上操作中执行多项操作。例如，某些应用可以同时结算大量交易，这属于快速路径。如果交易区块内的一些对象是共享的，那就进入了共识路径，延迟会稍高一些。

Q8：主网上线后，系统的表现如何？有什么让您感到惊讶的吗？

系统的表现证实了设计的合理性。在交易量特别多的时候，每天的交易量甚至超过6000万笔，其中大部分是快速路径交易。这证明了协议非常可扩展且具有低延迟。

同时，我们发现快速路径的使用有些微妙之处。有时可能会出现对象被锁定的情况，虽然通常会在一个周期结束时解锁，但这并不是很好的体验。我们正在开发一系列技术，允许那些被错误锁定的对象在几秒钟内快速解锁。

此外，我们还在探索如何让更多类型的对象通过快速路径进行交易，即使这些对象可能由多人共享。这将进一步提高系统的效率和灵活性。

Q9：您能详细说明导致对象锁定的原因吗？

对象锁定通常是由于操作顺序的不一致造成的。当一个对象属于某个用户时，系统依赖用户告知操作的顺序。问题出现在用户或其软件犯错时，比如不同设备给出了矛盾的操作顺序。

这种情况比预期更常见，因为人们使用不同的设备，或者试图同时对同一对象进行多次交易。当对象被锁定时，系统原本会等到一个周期结束才解锁，这可能会造成严重问题。

我们正在开发解决方案，当出现这种情况时，系统将通过共识来解决，这个过程将在几秒钟内完成，而不是等到周期结束。

Q10：您对公链如何平衡透明度、可追溯性与隐私有何看法？

这在很大程度上取决于具体应用。我们的态度是提供一个良好的平台，让开发者根据自己的需求构建隐私保护。

为了帮助开发者，我们提供了一些加密原生支持，比如验证零知识证明的能力。这允许应用设计者在链下验证某些事件，而不需要在链上透露具体内容。这是构建隐私友好型应用的基本模块。

开发者可以结合这些原生支持，使用链上、链下和加密等策略来应对他们可能遇到的隐私问题。

Q11：系统是否有更多的隐私原生支持？

我们正在考虑开发者在构建隐私友好应用时可能需要的其他支持。除了零知识证明，还有人提出需要更多通用的数学或密码学函数。我们欢迎开发者就缺失的部分提供反馈。

还有其他技术如多方计算或可信硬件也可用于保护隐私。如果社区表现出足够的需求，我们会考虑向这些方向发展。但这些可能需要对系统架构进行一些基本改变，因此需要仔细评估。

Q12：您认为在未来6到12个月内系统会如何发展？

短期内，很多改进将针对实际应用需求。从长远来看，我们将改进底层协议，以实现更低的延迟和更简单的结构，提高可扩展性。我们还将致力于提高经济效率，使验证节点能够在更受限的硬件上运行，并将现有硬件更有效地用于实际交易执行，而不是消耗在密码学或其他区块链开销上。这些是我们预期会看到的主要发展方向。