Preconf方案：加速以太坊交易确认的秘诀

6月30日，Vitalik发布了一篇新文章，探讨了以太坊在交易确认速度方面的问题。他提到，以太坊在过去五年中有了显著的进步，特别是通过EIP-1559（动态调整交易费用）和合并后稳定的区块生成时间，用户在L1上的交易通常能在5到20秒内得到确认。不过，这个时间仍然有改进的空间，尤其是对于那些需要几百毫秒甚至更短延迟的应用来说。因此，以太坊社区和研究人员提出了几种解决方案，其中之一就是预确认（Preconfirmations）。

什么是预确认？

预确认（Preconfirmations）指的是在交易被正式确认之前的一种临时状态。具体来说，交易在被矿工打包进区块并正式上链之前，会由节点进行临时确认。这种临时确认意味着多个节点会验证交易的有效性，并暂时将其存储在内存池中。这样，用户能在短时间内得到交易被接受的信号，减少等待时间，提升用户体验。虽然预确认不是最终确认，仍然有可能被撤销（例如区块重组），但这种情况并不常见。

在预确认机制中，提议者扮演提供预确认服务的角色。用户可以通过支付额外费用，获得提议者关于交易将被包含在下一个区块中的签名承诺。如果提议者未能履行承诺，他们将面临经济惩罚。

具体实现方案：Based Preconfirmations

以太坊基金会研究员Justin Drake一直在推动一种名为Based preconfirmations的预确认机制，通过特定的激励和惩罚措施，提供快速交易确认。

在Based preconfs机制中，为了减少交易未能被打包进区块的风险，提出了额外的提议者惩罚和强制包含措施：

提议者惩罚（proposer slashing）：L1提议者必须选择加入额外的惩罚条件才能成为预确认者。这可以通过重质押相关机制实现。

提议者强制包含（proposer forced inclusions）：L1提议者必须能够强制将交易包含在链上，即使在经济性不高或其他提议者不合作的情况下。这可以通过inclusion lists实现。

L1提议者通过选择加入以下两个预确认惩罚条件，成为预确认者。他们向用户发出签名的预确认承诺，承诺在指定时间段内将交易包含在区块中，并为兑现承诺获得用户支付的小费。

活跃惩罚（liveness slashing）：如果预确认者未能在指定时间段内包含预确认交易，将面临惩罚。

安全惩罚（safety slashing）：如果预确认者的承诺与实际包含的交易不一致，将面临惩罚。

此外，预确认者会根据在提议者前瞻中的位置进行优先级排序，以更快地执行预确认交易。提议者前瞻机制用于确定未来一段时间内哪些提议者将有机会打包区块，会给每个未来的提议者分配一个位置编号，表示他们在未来区块提议中的顺序。预确认者根据他们在提议者前瞻中的位置再进行排序，位置编号越小的预确认者优先级越高。如果某个交易得到了预确认者B的承诺，那么在B之前的位置编号更小的提议者（预确认者A）可以立即将该交易打包，减少用户的等待时间，不必等待轮到B作为提议者的那个时间段。如果B前面提议者未能及时打包交易，预确认者B需要在其时间段内确保这些交易被包含，否则将面临惩罚。

通过这些条件和设定，Based preconfs可以为L1提供更快速的交易确认。如果rollup是基于的（L2的排序交给L1负责），也就是所有的L2区块在逻辑上被视为L1的交易，那么可以利用相同的机制来为L2提供预确认。

社区的讨论

Justin Drake提出Based preconfirmations后，社区对预确认机制产生了浓厚兴趣。随后，社区围绕预确认展开了一系列讨论，其中一些值得关注的观点包括：Blockchain Capital成员Jonah B提出让用户自定义预确认机制中的惩罚措施；独立开发者Matthew提出利用链式预确认机制（preconf chaining）来保护提议者免受外部的意外情况如停电、网络中断等（活跃性故障）被处罚的方法；Primev研究员Christian Matt介绍了两种预确认模式：一种是由指定的领导者（leader-based）提供预确认，另一种则是在没有领导者的情况下，由多个竞争者（leaderless）提供预确认。在领导者模式下，可以提供近乎百分百的确认保证。而在无领导者模式的竞争环境中，有助于有效地发现预确认的价格，优化验证者的收益。Christian Matt还提出了结合领导者和无领导者预确认的几种方案；以太坊基金会成员potuz讨论了在ePBS框架下引入预确认机制的各种挑战和解决方案。