Sui Lutris: Sui公鏈的核心分布式系統協議解析

經過數月的測試，Mysten Labs於8月18日更新了Sui Lutris白皮書，確定了兩個關鍵性能指標：

1. 使用PTBs和5K TPS時，Sui每秒可處理140k至150k次操作，這遠超主網峯值（約700TPS）下的基準測試結果。

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

白皮書詳細描述了Sui的運作機制，並提供了安全性證明以及外部測試者如何在自身驗證測試中復現相關數據的指導。

Sui主網發布後，遊戲和NFT等應用迅速上鏈。Mysten Labs隨後發布了支持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條件下保持低延遲。

區塊鏈技術自比特幣誕生以來已有十年發展歷程，新興應用如遊戲和NFT不斷湧現。區塊鏈社區持續探索提高效率的方法，尤其注重解決高負載處理和實時延遲問題。

目前，L1區塊鏈面臨兩大挑戰：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。這些挑戰可通過驗證節點的動態參與和配置來應對。

實現高吞吐量的一種有效方法是採用基於DAG的共識協議，如Sui使用的Narwhal/Bullshark。這類協議允許區塊鏈同時執行大量交易，適合遊戲和NFT等應用場景。然而，基於DAG的協議可能導致幾秒鍾的延遲，這對常見的傳輸或遊戲操作影響較大。

另一方面，無共識協議在降低延遲和擴展方面展現出巨大潛力，如先前研究的FastPay原型。這些協議通過消除共識，實現快速交易處理，無需對並行處理的獨立交易進行處理。但它們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。

盡管這兩種協議都具有潛力，但目前尚未在產品級區塊鏈中廣泛應用。Sui Lutris作爲支撐Sui網路的協議，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保留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採用了獨特的融合策略。對於單一所有者資產（獨有對象）的操作，系統在驗證節點間採用一致的廣播協議，實現低於共識的延遲。對於共享對象上運行的復雜智能合約，Sui Lutris僅依賴共識處理。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。這種創新策略在復制的拜佔庭環境中處理交易時，提供了一種兼顧效率和靈活性的解決方案。

Sui Lutris的交易生命週期如下：

1. 用戶創建並簽署交易，以改變其擁有的對象或獨享對象和共享對象的組合。

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

3. 客戶端收集大多數驗證節點的響應，形成交易證書，此時交易達到最終性。

4. 證書集成後發送回所有驗證節點，驗證節點確認收到。獨享對象相關交易可立即處理（直接快速路徑），所有證書轉發至基於DAG的共識協議。

5. 共識輸出證書編號，驗證節點檢查並執行包含共享對象的交易。

6. 客戶端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還提供支持產品級區塊鏈的額外功能：

• 實施檢查點協議，生成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，確保所有最終交易包含在一個週期內。
• 在週期結束時安全"解鎖"誤鎖定的資產，最小化錯誤損失。

Sui Lutris作爲Sui的基礎架構，爲用戶管理大量價值提供保障。完整的技術報告詳細說明了安全性和活躍性協議的運行機制，並在標準分布式系統模型中提供了與拜佔庭參與者部分同步的安全性證明。