Sui公鏈核心分布式系統協議解析

Mysten Labs於8月18日更新了Sui Lutris白皮書，經過數月測試，確定了以下關鍵成果：

1. 在使用PTBs和5K TPS的情況下，Sui每秒可處理140k至150k次操作，這遠超過主網峯值（約700TPS）時的基準測試性能。

2. 即使在部分驗證節點停止運行的情況下，Sui的最終確認延遲仍能保持在0.5秒以下。

白皮書還詳細說明了外部測試者如何在自身驗證測試中復現這些數據，並提供了安全性證明和Sui運作機制的詳細描述。

Sui主網發布後，我們看到了一些令人興奮的應用上鏈，如遊戲和NFT等。近期，Mysten Labs發布了支持Sui的分布式系統Sui Lutris的技術報告。Sui Lutris使Sui能在高吞吐量和長期穩定性的條件下保持低延遲。

區塊鏈技術自比特幣誕生以來已有十餘年的發展歷程，期間出現了遊戲和NFT等新興應用場景。區塊鏈社區一直在探索提高效率的方法，特別是在處理高負載和提供實時響應方面。

當前，L1區塊鏈面臨兩大主要挑戰：在保持低延遲的同時實現高吞吐量，並確保共識協議的長期穩定性。這些挑戰可以通過驗證節點的動態參與和配置來克服。

實現高吞吐量的一種有效方法是使用基於DAG的共識協議，如Sui採用的Narwhal/Bullshark。這類協議允許區塊鏈同時執行大量交易，非常適合遊戲和NFT等應用。然而，基於DAG的協議可能導致幾秒鍾的延遲，這對於常見的轉帳或遊戲操作來說影響較大。

另一方面，無共識協議在減少延遲和擴展性方面展現了巨大潛力，如早期研究的FastPay原型。這些協議通過消除共識環節，實現了交易的快速處理，無需對並行處理的獨立交易進行額外處理。但這種方法僅適用於有限類別的簡單區塊鏈操作，限制了智能合約的表達能力，且在動態變化的驗證節點集重新配置方面存在挑戰。

盡管這兩種協議都有潛力，但它們目前尚未在產品級區塊鏈中廣泛應用，主要還停留在學術討論階段。Sui Lutris作爲支撐Sui網路的核心協議，巧妙地結合了基於DAG的共識和無共識方法，實現了兩者的優勢：亞秒級延遲（低於1秒）和每秒數千筆交易的持續吞吐量。同時，Sui還保持了在共享對象上執行復雜合約、生成檢查點以及跨週期重新配置驗證節點集的能力。

融合共識與無共識方法

Sui Lutris採用了一種獨特的混合方法。對於單一所有者擁有的資產（獨有對象）操作，系統在驗證節點之間使用一致的廣播協議，實現低於共識的延遲。對於涉及共享對象的復雜智能合約，Sui Lutris則依賴共識機制。此外，Sui Lutris還支持網路維護操作，如定義檢查點和重新配置驗證節點。這種創新策略在處理復制的拜佔庭環境中的交易時，提供了一個兼顧效率和安全性的解決方案。

Sui Lutris的交易生命週期包括以下步驟：

1. 用戶創建並簽署交易，以修改他們擁有的對象或獨享對象與共享對象的組合。

2. 交易通過全節點發送到Sui Lutris驗證節點，進行有效性和安全性檢查，籤名後返回給客戶端。

3. 客戶端收集大多數驗證節點的響應，形成交易證書，此時交易達到最終確認狀態。

4. 證書發送回所有驗證節點進行驗證。涉及獨享對象的交易可立即處理，無需等待共識引擎。所有證書都會轉發到基於DAG的共識協議。

5. 共識輸出證書編號，驗證節點執行包含共享對象的交易。

6. 客戶端可收集大多數驗證節點的響應，組裝成有效證書作爲交易結算證明。

7. 爲每個共識提交形成檢查點，用於驅動重新配置協議。

除主要交易流程外，Sui Lutris還提供了一系列支持產品級區塊鏈的功能：

• 實施檢查點協議，生成系統所有交易的歷史記錄，便於審計和同步。
• 支持每個週期結束時的重新配置，允許驗證節點集及其投票權變更。
• 在週期結束時安全"解鎖"被誤鎖定的資產，最小化錯誤損失。

Sui作爲管理大量用戶資產的區塊鏈，其基礎Sui Lutris的安全性至關重要。完整的技術報告提供了有關安全性和活躍性協議的詳細信息，以及在標準分布式系統模型中與拜佔庭參與者部分同步的安全性證明。