快速交易确认是区块链用户体验的关键特性之一。近年来，以太坊的交易确认时间已经显著缩短，得益于EIP-1559和合并（The Merge）后的稳定区块时间，用户在主网（L1）上发送的交易通常在5到20秒内得到确认。然而，某些应用程序可能需要更低的延迟，即数百毫秒甚至更短的时间。以下是以太坊提升交易确认速度的一些策略和技术。
现有策略与技术
单槽最终确定性（Single Slot Finality，SSF）
以太坊目前采用Gasper共识机制，该机制以slot（槽）和epoch（纪元）为单位进行操作。每隔12秒，一个slot内的验证者会在链的区块头上投票。在32个slot（约6.4分钟）后，所有验证者都会投票一次，从而实现类似于PBFT（拜占庭容错）共识算法的经济最终确定性。
挑战：当前的结构复杂且存在潜在的交互错误，同时12.8分钟的最终确定性时间太长。
改进：单槽最终确定性用一种类似于Tendermint共识的机制代替了现有结构，确保区块N在下一个区块N+1生成之前得到确认。
尽管单槽最终确定性显著加快了确认速度，但它要求每个以太坊质押者每12秒发送两条消息，这给网络带来了巨大负担。为此，Orbit SSF等技术提案试图减轻这种负担。
Rollup预确认
以太坊的扩展路线图主要围绕rollup技术展开。Rollup是一种Layer 2（L2）解决方案，旨在提升交易处理速度和扩展性。Rollup系统会在L2上快速处理和排序交易，并在最终发布到L1之前提供预确认。
机制：一小部分验证者会快速签署区块头，通常每几百毫秒一次，并将这些区块头提交到L1。
挑战：Rollup系统中的去中心化排序网络进展缓慢，需要解决验证者可能作弊的问题，如双重签名和提交冲突区块。
基于预确认的改进
Based预确认：通过利用区块提议者的高复杂性来提供预确认服务，用户可以额外支付费用以获得交易的立即确认。
- 标准化协议：允许用户提供额外费用以换取交易在下一个区块中的纳入保证。
- 惩罚机制：如果提议者违背了承诺，将受到惩罚。
通过该机制，L1交易能够得到更快速的确认，从而提升用户体验。如果Rollup采用了“based”预确认，那么L2交易也可以使用相同的机制。
实现更快的确认时间
假设我们实现了单槽最终确定性，并通过类似Orbit的技术减少验证者数量，slot时间可以增加到16秒。同时，使用Rollup预确认或Based预确认提供更快的交易确认保证。这种架构称为epoch-and-slot架构。
- 节点数量与质量：减少验证节点的数量，并依靠高质量的节点达成协议。
- Slot-and-Epoch架构：这一架构比以往任何机制都更能确保快速和可靠的交易确认。
L2的策略选择
当前，L2可以选择以下三种策略来提升交易确认速度：
- 基于以太坊的策略：优化为以太坊基础层技术属性的传递渠道，重点关注去中心化和抗审查。
- 服务器架构：利用服务器的高效性，并通过STARK有效性证明和用户退出机制来确保安全性。
- 折衷方案：采用快速链与以太坊的互操作性和安全性相结合，创建一个拥有100个节点的L2。
未来展望
以太坊未来的方向在于探索更高效的slot-and-epoch架构，以进一步缩短交易确认时间。随着技术的进步和创新，我们有望在L1和L2上为用户提供更好的交易体验。