FUEL:详解 Layer1：Aptos、Sui、如何实现？

当我们重新审视区块链技术的演变时，可以看到一个强劲的趋势正在显现，即新的L1注重并行执行

这并不是什么新鲜技术，目前Solana就在Sealevel的执行环境中使用

然而，在过去的牛市中，DeFi和NFT令人印象深刻的表现也让人们意识到，技术迫切需要改进

在下轮市场中，一些采用并行执行理念的著名项目即将出现，这些项目的名单是Aptos、Sui、Linera和Fuel

本文将会讨论这些项目的异同，以及它们所面临的挑战

Aptos

Aptos建立在Diem的Move语言和MoveVM的基础上，创建了一个高吞吐量的链，实现了并行执行

Aptos的方法是检测关联关系，同时对用户/开发者透明，也就是说，不要求交易明确声明它们使用哪一部分状态

Aptos使用的是SoftwareTransactionalMemory的修改版，称为Block-STM

元宇宙平台Oncyber上线AI工具允许用户自定义NFT:金色财经报道，Web3 元宇宙平台 Oncyber 透露已开发一种名为 Magic Composer 的人工智能工具，允许用户通过文本命令自定义他们的环境。通过将一行文本放入 Magic Composer，Oncyber 可以自动更改天空的外观和颜色，从连接的加密钱包中放入艺术家的 NFT 作品，自定义世界中相框的外观和大小等等。Oncyber 计划从 3 月 20 日星期一开始向选定的一组测试人员推出 AI 工具。

Oncyber 允许用户在以太坊、Solana、Polygon和其他网络中引入自己的 NFT 。[2023/3/18 13:12:01]

在Block-STM中，交易在块内被预先排序，并在处理器线程之间进行划分，以便被执行

在过程中，交易的执行都是假定没有关联关系。被交易修改的内存位置被记录下来，执行后，所有交易的结果都被验证。在验证过程中，如果一个交易被发现访问了被前面的交易修改过的内存位置，这个交易就会被废止。该交易的结果被刷新，然后重新执行

数据：目前仍有约30万以太坊验证者尚未将取款凭据更新为“0x01”标准化格式:1月16日消息，对于希望取回ETH质押奖励的验证者、以及希望停止支持链上验证或退出全部余额的以太坊信标链验证者而言，必须确保将取款凭据更新为最新的“0x01”标准化格式。 但截至目前，已经有大约20万名验证者在信标链上进行了更新，这意味着在总计约50万名以太坊信标链验证者中，仍有大约30万名验证者尚未从“0x00”格式进行凭据更新。

此外，Lido是以太坊流动抵押衍生品的最大提供商，市场持有量约为500万个ETH。目前Lido、Coinbase和Binance等质押提供商控制着ETH市场的大部分，这暴露了中心化问题。（CryptoSlate）[2023/1/16 11:14:18]

这个过程不断重复，直到块中的所有事务都被执行

当使用多个处理器核心时，Block-STM会加快执行速度，加速的多少来自于交易的相互关联程度

Aptos团队的结果表明，使用32个内核可以将高相互关联性能提高8倍，将低相互关联性能提高16倍。如果一个区块中的所有交易都是相互依赖的，那么与顺序执行相比，Block-STM会导致性能上的轻微损失。Aptos声称，这种方法可以实现160,000TPS的吞吐量

Avalanche推出子网通信协议Avalanche Warp Messaging，支持子网相互共享数据和加密资产:1月4日消息，Avalanche开发人员已将AvalancheGo（Go编程语言中区块链的软件实现）升级为「Banff 5」，为基于Avalanche的区块链（称为子网）引入了一种通信协议，称为Avalanche Warp Messaging。该功能将支持子网相互共享数据和加密资产。在升级之前Avalanche允许开发人员使用Go和Rust编程语言为不同的用例编写自定义区块链或子网。此次升级消除了各个子网项目部署和管理自己的网桥的需要，Avalanche团队表示，该机制还有可能引入代币的跨链质押等新用例。

子网消息传递使用一种称为「BLS 多重签名」的高级加密工具来验证跨链的消息和数据。为了使用该协议，任何子网的安全验证器都可以生成BLS签名，证明将资产或数据发送到另一个子网的请求。Avalanche生态系统中的任何其他子网都可以验证相同的消息，以启动数据或资产的本地传输。Ava Labs表示，它在周四发布了第一个本地子网到子网消息。[2023/1/4 9:51:00]

Sui

BlockFi：暂时决定平台将继续暂停:金色财经报道，加密借贷公司BlockFi周一发布更新称，“鉴于FTX及其附属公司现已破产，为了所有客户的利益，对我们来说最谨慎的决定是暂时继续暂停我们的许多平台活动。大部分BlockFi资产托管在FTX的传言是错误的。也就是说，我们确实对FTX和相关公司实体有重大风险敞口，其中包括Alameda欠我们的义务、在FTX.com持有的资产以及我们在FTX.US的信用额度中未提取的金额。虽然我们将继续努力追讨对BlockFi的所有债务，但我们预计FTX对我们的债务追偿将被推迟，因为FTX破产程序仍在进行中。”

此前报道，BlockFi上周晚些时候宣布暂停提款，该公司要求客户不要向BlockFi钱包或利息账户提交任何存款。[2022/11/15 13:04:58]

另一种PE方法是要求交易明确声明他们所修改的链状态部分，这种方法目前被Solana和Sui使用

Solana将内存单元称为账户，而交易必须说明它修改了哪些账户。Sui也使用了类似的方法

雄安新区五部门《指导意见》：多维度运用区块链等信息技术，完善绿色金融基础设施建设:金色财经报道，近日，雄安新区五部门印发《金融支持雄安新区绿色低碳高质量发展的指导意见》，《指导意见》构建的绿色金融政策体系、组织体系和产品体系，具有三大“雄安特色”。其中表明，突出科技创新引领，多维度运用区块链、大数据、人工智能等信息技术，完善绿色项目库、碳信息采集核算、绿色信用数据体系等绿色金融基础设施建设，提升绿色金融服务效率。（中国雄安官网）[2022/9/13 13:26:03]

Sui也通过使用MoveVM建立在Diem的技术之上。然而，Sui使用不同版本的Move语言

SuiMove的实现改变了Diem的核心存储模型和资产权限，这代表了与使用核心DiemMove的Aptos的重大区别

SuiMove定义了一个状态存储模型，允许更容易识别交易

在Sui中，状态存储被定义为Objects。Objects通常代表资产，并且可以共享，这意味着多个用户可以修改该对象。每个Objects在Sui执行环境中都有一个唯一的ID，并有指向所有者地址的内部指针。通过使用这些概念，很容易通过检查交易是否使用相同的Objects来识别关联

通过将声明关联关系的工作转移给开发者，使执行引擎的实施变得更容易，这意味着理论上它可以有更好的性能和可扩展性。然而，这是以不太理想的开发者体验为代价的

Sui还没有启动，最近刚刚推出了测试网

Sui的创始人声称，并行执行的实施以及使用Narwhal和Tusk共识机制导致吞吐量超过100,000tx/秒。这个吞吐量，如果是真的，那么它可能比Solana当前的约2400tx/秒的吞吐量有很大的提升，并且将超过Visa和Mastercard的吞吐量

Linera

Linera是并行处理领域的最新成员，最近宣布了他们的第一轮融资，由a16z领投。关于项目实施的细节不多。然而，根据他们的融资公告帖子，我们知道它是基于同样在Facebook开发的FastPay协议

Fastpay是基于一种叫做ByzantineConsistentBroadcast的技术，这项技术专注于加速的支付，例如发生在销售点网络中的支付。它允许一组验证者确保付款的完整性，只要超过三分之二的验证者是诚实的。快速支付是实时毛额结算系统的一个变种，用于银行和金融机构之间的网络

在FastPay的基础上，Linera正计划建立一个区块链，通过并行执行支付交易，专注于快速结算和低延迟。值得注意的是，Sui也使用ByzantineConsistentBroadcast的方式进行简单的支付。对于其他交易，Sui自己的共识机制Narwhal和Tusk被用于高效处理DeFi交易等更复杂的和有关系性的交易

Fuel

Fuel专注于成为模块化区块链中的执行层，这意味着Fuel不实施共识或将区块链的数据存储在Fuel链上。对于功能性区块链，Fuel与其他链交互以达成共识和数据可用性，例如Ethereum或Celestia

Fuel使用UTXO来创建严格的访问列表，即用一个列表来控制对同一片状态的访问。这个模型建立在规范交易排序的概念之上。在这个方案中，区块中的交易排序导致了检测交易之间的关联关系的显著简化。为了实现这个架构，Fuel公司建立了一个新的虚拟机，称为FuelVM和一种新的语言，称为Sway

FuelVM是对EVM的一种兼容和简化的表现，可以有效地让开发者加入到Fuel的生态系统中

此外，由于Fuel专注于模块化区块链，FuelSC的执行可以在以太坊主网上解决。这种方法与合并后以太坊的愿景一致，即作为以Rollup为中心的结算和数据可用性层。在这种架构中，Fuel可以实现在以太坊上批量和结算的高吞吐量执行

为了验证该概念，Fuel团队已经创建了一个名为SwaySwap的AMM，类似于Uniswap，并在测试网上运行。目的是证明FuelVM与EVM相比性能更高

并行执行方法的挑战

网络的中心化

在高吞吐量的网络中，网络每秒可以处理数以万计的交易

验证节点受到费用和网络奖励的激励来处理这些交易，并投资于专用服务器或可扩展的云架构来处理这些交易。而对于使用链并需要运行完整节点与链交互的公司或个人，情况并非如此。这些实体无法负担复杂的服务器来处理这种大规模的交易负载。这将推动链上用户依赖专门的RPC节点供应商，例如Infura，从而导致更多的中心化

如果不选择使用消费级硬件来运行完整节点，高吞吐量的链可能会变成一个封闭的系统，一小部分实体拥有对网络的绝对权力。在这种情况下，这些实体可以协调审查交易、实体甚至应用程序，例如TornadoCash，它们可以将这些链转变为与Web2没有什么不同的许可系统

目前，在Sui测试网上运营一个完整节点的要求低于Aptos测试网节点的要求。然而，我们预计当主网启动和应用程序开始在链上出现时，这些需求将发生重大变化

去中心化的倡导者们一直在提出解决方案来解决这些预期的问题。这些解决方案包括使用轻型节点，通过使用ZK有效性证明或欺诈证明来验证区块的正确性

Fuel团队在这方面很积极，与以太坊社区关于去中心化重要性的精神相一致。并不清楚Aptos和Sui团队是否优先实施这些方法或其他促进去中心化。Linera团队在他们的介绍帖子中简要地讨论了这些问题，但协议实施尚未确认这一承诺

总结

并行执行引擎是提高智能合约平台吞吐量的有前途的解决方案

结合共识机制的创新，交易的并行执行可以使链的吞吐量接近或超过10万TPS，这样的性能可以与Visa和Mastercard相媲美，可以实现当今最具挑战性的几个用例，例如完全的链上游戏和去中心化小额支付

这些令人印象深刻的吞吐量改进并不是没有挑战，即关于如何确保去中心化，我们期待致力于解决这些问题的创始人

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