Hemi如何在關鍵時刻處理數百萬筆交易的同時保持安全


想象一個城市:早上人們發送大量郵件、包裹、食物——一切都必須快速流動。你有兩種組織選擇:將所有東西裝進一輛大型送貨車,等待它到達中央倉庫(慢但安全);或者在城市周圍駕駛數十輛小型車輛,快速送貨,然後在一天結束時將所有信息集中記錄到一個安全的倉庫中。Hemi選擇第二種方法:在L2層運行“快速交易會話”,讓用戶獲得即時體驗,然後定期印章(結算/錨定)到比特幣,以獲得強大的最終性。


1. 兩個明確分隔的層次 — 快速執行,安全結算


核心思想是將執行與結算分開。執行 — 合約運行和狀態變更的位置 — 發生在 Hemi(EVM 兼容或等效環境),允許每小時處理數千甚至數百萬筆交易。結算 — 最終確認點 — 是 Hemi 將狀態快照寫入比特幣的節奏。


好處顯而易見:用戶看到幾乎即時的交易(商家立即提供服務,用戶收到資金),而一旦 Hemi 將狀態固定到像比特幣這樣的強 L1,價值就得到長期保護。


2. 序列器:會話協調者


為了快速處理交易,Hemi 使用序列器 — 接收交易、排序並形成批次的組件。序列器最初可以是一個集中式服務(以獲得低延遲),或是一組旋轉操作員(以提高韌性)。序列器的角色決定了用戶體驗:

  • 序列器在幾秒鐘內啟用“臨時收據” — 商家信任立即提供服務。

  • 序列器按大小或時間(例如,每 X 秒或當 Y 筆交易累積時)批量處理交易,以優化錨定成本。

  • 序列器可以優化排序以減少 MEV(最大可提取價值)或避免熱門智能合約上的熱點。

但序列器也是一個攻擊面:如果它行為不當,則需要保護機制 — 這就是證明和備用路徑的用武之地。


3. 批量處理、壓縮和 DA — 節省每一個字節


處理數百萬筆交易需要優化每個字節:

  • 批量處理:將數千筆交易聚合到一個批次中以共享錨定費用;這顯著減少了每筆交易的成本。

  • 呼叫數據壓縮 / 高效編碼:使用緊湊的數據格式來縮小批次大小。

  • 數據可用性 (DA):保持交易數據可用,以便任何人都可以重建狀態。Hemi 可能使用鏡像節點、DA 提供者或 DA 層來平衡成本與安全性。

如果 DA 無法保證,即使在比特幣上的指紋也不夠 — 用戶無法證明交易。因此,DA 對擴展至關重要。


4. 並行性與執行模型 — 不是所有事務都是串行運行的


增加吞吐量的一種方法是盡可能並行執行。如果兩個交易觸及不同的帳戶或存儲槽,它們可以同時執行。Hemi 可以設計執行者來:

  • 檢測不衝突的交易並並行執行它們。

  • 使用快照隔離保持狀態一致。

  • 如果發生衝突,則回滾衝突部分並根據排序重新執行。

並行執行很複雜,但比完全串行處理產生的吞吐量要高得多。


5. 防範惡意序列器:詐騙證明與有效性證明


當序列器控制排序時,關鍵問題是:如果序列器作弊,用戶能否恢復?Hemi 考慮的兩種常見證明模型:

  • 樂觀模型(詐騙證明):序列器“樂觀”地發布狀態;如果有人檢測到詐騙,他們在爭議窗口內提交詐騙證明。優點:證明者成本較低。缺點:需要爭議延遲窗口。

  • 有效性證明(zk-rollup):每個批次包括一個加密證明,證明狀態轉換有效;當存在這樣的證明時,最終性更快。但生成證明可能計算量大,並需要穩健的證明者基礎設施。

Hemi 可以選擇適合工作負載的模型:以支付為重的應用可能更喜歡樂觀模型以提高成本效率;敏感的金融應用可能更喜歡 zk 以獲得即時最終性。


6. 多證明者、證明者集群和延遲


使用基於 zk 的方法,高吞吐量需要證明者集群 — 許多強大的機器並行生成證明。Hemi 必須設計一個管道:產生見證,將其發送到證明者集群,接收 zk 證明並發布。為了減少延遲,Hemi 可以:

  • 預計算證明管道的部分。

  • 使用增量證明(僅證明更改的部分)。

  • 將電路拆分為更小的部分並並行證明它們。

證明者基礎設施成本高,但如果想要同時實現高吞吐量和快速最終性則是必要的。


7. 確保生存性:當序列器故障時的備用措施


在實踐中,序列器可能失敗或審查。Hemi 必須提供備用機制:

  • 備份序列器 / 旋轉:配置多個序列器,以便在主要序列器失敗時,備份可以接管排序。

  • 鏈上提交:允許用戶或轉發者直接向結算層(或備用通道)提交交易和證明,這樣他們就不會被鎖定。

  • 社區挑戰與監察者:獨立節點監控序列器日誌,並可以在檢測到不當行為時提交證據。

這些機制以操作複雜性為代價提高了韌性。


8. 取捨 — 沒有免費的午餐


為了在保持安全性的同時實現巨大的吞吐量,Hemi 必須接受取捨:

  • 最終性延遲與成本:較少的錨點和更大的批次可節省費用,但增加風險窗口。

  • 集中化與延遲:集中式序列器降低延遲,但增加了審查風險;去中心化序列化提高安全性,但可能較慢。

  • 證明者成本與速度:zk 證明提供快速的最終性,但成本昂貴;樂觀模型較便宜,但保證最終性較慢。

理解這些取捨可以讓開發人員和商家選擇適合其用例的配置:小額支付需要低延遲;保管或高價值流需要更快的最終性。


9. 現實場景:DEX 與微支付

  • DEX(高頻交易):需要精確的排序、MEV 減少,有時需要對大型交易的快速最終性。Hemi 可以使用具有 MEV 減少規則的序列器,並結合 zk 證明以處理關鍵批次。

  • 微支付(咖啡、小費):需要超低延遲和微小費用 — 樂觀模型 + 積極批量 + 商家贊助的費用非常適合。

Hemi 的模組化架構能夠針對每個工作負載進行優化,而無需更改整個系統。


10. 結論:快速會話的藝術平衡


構建一個能夠處理數百萬筆交易的系統,同時確保安全性是一個系統工程問題:結合精簡的排序、智能批量處理、穩健的 DA、必要時的證明者基礎設施,以及對序列器不當行為的保護。Hemi 不使用魔法 — 它應用模組化設計:快速執行並使用比特幣進行結算,以提供強大的最終性。


如果您是正在 Hemi 上開發的開發人員:首先提出正確的問題 — “我的應用需要立即的最終性,還是可以接受爭議窗口?”,“我需要多大的吞吐量?”,“我能承擔證明者成本嗎?” — 然後選擇一個與之匹配的模型(樂觀/zk,排序政策,錨定節奏)。這就是 Hemi 如何平衡“快速會話”的速度與比特幣“牆”的安全性 — 這樣整個城市就可以立即發送和接收,而中央金庫保持安全。

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