Sui Lutris: 結合DAG和無共識實現高吞吐低延遲的區塊鏈新協議

自比特幣誕生以來的十年間，區塊鏈技術取得了顯著進步。隨着遊戲和NFT等新應用場景的興起，區塊鏈社區不斷探索提升技術效率的方法，尤其是在處理高負載和實現實時延遲方面。L1區塊鏈面臨兩大主要挑戰：一是在保持低延遲的同時實現高吞吐量，二是確保共識協議的長期穩定性。在應對這些挑戰時，還需通過驗證節點的動態參與和重新配置來維持去中心化。

提高吞吐量的一種方法是採用基於DAG的共識協議。這類協議使區塊鏈能夠同時處理大量交易，非常適合遊戲和NFT等應用場景。然而，基於DAG的協議通常會導致幾秒鍾的延遲，對於普通轉帳或遊戲操作而言，這種延遲成本較高。

另一方面，無共識協議在減少延遲和擴展性方面展現出巨大潛力。這些協議消除了對共識的需求，允許快速處理交易，無需對並行處理的獨立交易進行總排序。但是，它們僅限於一類受限的簡單區塊鏈操作，限制了可實現的智能合約功能，且對動態變化的驗證者集進行重新配置可能具有挑戰性。

盡管這些方法潛力巨大，但目前都未在生產級區塊鏈中得到應用，僅停留在學術會議發表階段，未被區塊鏈社區廣泛採用。Sui Lutris是一種支持Sui的協議，它結合了基於DAG的共識和無共識方法，實現了兩全其美：亞秒級延遲和每秒數千筆交易的持續吞吐量。Sui不僅完成了這兩項任務，還保持了在共享對象上表達復雜合約、生成檢查點以及跨時期重新配置驗證者集的能力。

Sui Lutris採用了一種獨特的方法，將上述兩種方案結合起來。爲確保單一所有者資產（擁有的對象）操作的安全性，系統在驗證者之間採用了一致的廣播協議，從而實現低於共識的延遲。Sui Lutris僅依靠共識來處理在共享對象上運行的復雜智能合約，即任何用戶都可以改變的對象。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器。在復制的拜佔庭環境中處理交易時，這種創新策略提供了兩全其美的解決方案。

Sui Lutris中的交易生命週期如下：擁有私鑰的用戶創建並簽署交易，以改變他們擁有的對象，或他們擁有的對象和共享對象的混合體。交易被發送到每個Sui Lutris驗證節點，驗證節點執行一系列有效性和安全性檢查，對其進行籤名，並將已籤名的交易返回給客戶端。客戶端收集來自絕大多數驗證節點的響應以形成交易證書，此時交易可被認爲是不可逆的。

證書組裝完成後，將被發送回所有驗證節點，驗證節點檢查其有效性並向客戶確認收到。如果交易涉及獨佔對象，交易證書可以立即處理並執行，無需等待共識引擎。所有證書都轉發到基於DAG的共識協議。共識最終輸出證書的總順序；驗證節點檢查並執行包含共享對象的那些交易，客戶可以收集絕大多數驗證節點的響應，將它們組裝成一個效果證書，並將其用作交易結算的證明。隨後，爲每個共識提交形成檢查點，這也用於驅動重新配置協議。

除主要交易流程外，Sui Lutris還提供了多項支持生產級區塊鏈的功能：

1. 在達到最終確定性後實施檢查點協議，生成系統中所有交易的因果歷史。這用於完整審計，以及以高效方式保持完整節點和滯後驗證節點同步。

2. 支持在每個時期結束時進行重新配置，此時驗證者集及其投票權可能會發生變化。爲確保所有最終交易都包含在一個紀元中，每個紀元都需要仔細關閉並確認最終安全性。

3. 解決了以往無共識協議中，當存在漏洞的客戶端雙花資產時導致資產永久鎖定的問題。Sui Lutris在epoch結束時安全地"解鎖"錯誤鎖定的資產，將bug造成的損害降到最低。

Sui Lutris爲用戶提供了管理大量價值的區塊鏈解決方案。完整的技術報告詳細介紹了安全和活性協議的運行方式，以及它們在標準分布式系統模型中與部分同步的拜佔庭參與者的安全性證明。