详解 Sei 的并行化执行：革新 DeFi 产品体验的关键拼图

作者：DAIC

编译：小白导航coderworld

去中心化金融（DeFi）革命点燃了全球金融赋权和去中介化的浪潮。然而，即时的点对点交易承诺常常被缓慢的区块链拖累。想象一下，等待交易确认的时间，或者面对暴露于价格剧烈波动的痛苦延迟。这正是Sei致力于消除的摩擦点。

主要观点

• Sei 是一个L1区块链，具有为多种交易应用优化的架构，确保最佳性能。

• 内置的本地订单匹配引擎直接在L1集成，实现无缝订单执行和出色的可扩展性，适用于交易应用程序。

• Sei的Twin Turbo共识机制实现了亚秒级的最终确定性，提供几乎即时的交易确认。

• Sei采用市场为基础的并行化方法，特别适合高频交易需求。

• 通过订单分批处理，Sei防止了恶意机器人利用的抢先交易行为。

• Sei V2升级——并行EVM、Optimistic并行化和SeiDB。

Sei概述

当前主流区块链作为许多加密项目的基础，存在显著障碍。Sei Labs团队认为现有基础设施无法跟上去中心化交易所（DEX）的需求。它们常常在吞吐量（每秒处理的交易数量）和最终确认时间（交易被认为完成和不可逆的时间）上存在限制。这导致性能缓慢，成为高频交易策略和大宗交易活动的主要障碍。

Sei旨在通过精心优化区块链堆栈的每一层，专门满足交易需求来打破这一障碍。团队提供了一个明确的价值主张：无论是哪种交易应用——无论是DeFi、NFT市场还是游戏——在Sei上都将比在任何其他L1网络上运行得更流畅、更快。

凭借这一创新解决方案，Sei定位自己为DeFi领域的终极变革者，目标是成为寻求专为快速数字资产交易世界设计的平台的交易所的首选基础设施提供商。

利用互操作的Cosmos SDK框架，Sei拥有一个专门的L1区块链，配备了一套协同的功能以增强交易体验。

其本地订单匹配引擎通过消除外部依赖简化了交易操作，而创新的Twin Turbo共识机制提供亚秒级的最终确定性，实现近乎即时的交易确认。安全性和开发者体验始终是最重要的，具有抢先交易预防和本地价格 Oracle等功能，确保了一个稳健和用户友好的环境。

让我们深入了解将其定位为DeFi交易“涡轮引擎”的关键功能。

Twin-Turbo方法

Sei依赖于基于修改版Tendermint共识机制的权益证明（PoS）协议，称为Twin-Turbo共识。

验证者在处理交易和确认网络状态变化中起着至关重要的作用。这些验证者是根据其总抵押量（包括自我绑定和委托的SEI代币）选出的。目前，只有按总抵押量排名前39位的验证者参与共识过程，赚取交易费用和抵押奖励。

SEI代币持有者可以选择将其SEI代币委托给现有的验证者，从而为网络安全做出贡献。委托者在扣除验证者选择的佣金率后，还会收到一部分验证者的SEI奖励。

说到共识，Tendermint提供了一个坚实的基础，确保交易在添加到区块链后被最终确定和不可逆（单槽最终确定性）。然而，其6秒的基础块时间并不适合Sei的高速交易愿景。

通过Twin Turbo共识引入的改进，Sei Labs将Tendermint的6秒块时间减少到小于400毫秒，实现单槽最终确定性。

这种结果是通过对Tendermint进行两项关键优化实现的，分别称为“智能区块传播”和“Optimistic区块处理”。这两者共同造就了Sei今天呈现的最终结果——共识期间的交易处理仅需毫秒级时间。

智能区块传播机制不同于传统的传输完整交易详情的区块方法。相反，区块提议者通过发送包含每个交易的唯一标识符和哈希的提议来启动过程。

考虑到验证者通常在本地内存池中拥有最近的交易，他们可以重构完整的区块，避免不必要的带宽消耗并减少检索冗余数据的等待时间。这种优化促进了整体网络效率，最终转化为用户更快的交易处理速度。

Optimistic区块处理通过绕过“预投票”和“预提交”轮次进一步加速交易处理。其目标是通过允许共识步骤同时进行来简化过程，从而显著节省时间。这种方法导致了更快的区块验证和投票，与其他区块链上常见的顺序处理形成鲜明对比。

通过Optimistic区块处理和智能区块传播之间的协同作用，共识机制以惊人的效率向前推进。

在接收到给定高度的初始区块提议后，系统会运行合理性检查并在“预投票”和“预提交”期间同时处理它。Optimistic区块处理将候选状态写入缓存。

这种创新方法使验证者能够在接收到有效区块提议时Optimistic地处理交易，绕过等待“预提交”阶段结束的延迟。该策略的背后逻辑在于观察到在大多数情况下，特定高度的首个提议区块在投票后胜出。因此，从一开始就启动交易处理最大限小白导航度地利用了这一趋势。

如果区块被接受，Optimistic处理的候选状态缓存将无缝集成到区块链中。相反，如果区块被拒绝，缓存数据将被丢弃，同一块高度的后续轮次将避免Optimistic区块处理。验证者重置立场，准备处理下一个区块提议。这种概念巧妙地利用了区块接受的可预测性，以显著提高交易处理速度，同时减少区块拒绝的风险，相较于传统解决方案，这意味着吞吐量显著增加。

这为交易者提供了更流畅的用户体验，最小化了确认时间并减少了做市商的风险，这是当前DeFi生态系统的两大主要痛点。

并行化

在像Sei这样的链上，运行在Cosmos SDK上，验证者在接收到区块后遵循一个结构化的三步过程：“BeginBlock”，“DeliverTx”和“EndBlock”。Sei对后两步进行了定制，以引入并行处理。

传统上，DeliverTx阶段的交易是顺序处理的。然而，Sei 修改了这一方法，允许同时处理，采用有向无环图（D erected Acyclic Graph）的概念来管理交易顺序并避免冲突。

此外，Sei在区块结束时并行处理订单执行，特别是针对与其本地订单匹配引擎相关的独立订单。这些订单被视为独立，如果它们涉及同一块内的不同市场，开发者可以定义市场依赖关系。

Sei的本地订单匹配引擎允许去中心化交易所创建自己的订单簿。我们将在下文中更详细地了解这一点。

Tendermint的隐藏成本

虽然Sei利用了修改版Tendermint共识，以其快速的区块最终确定性闻名，但它带来了一个隐藏的成本：二次通信复杂性。这个原则指出，验证者之间通信所需的消息数量随着网络中验证者数量的增加而成二次方增长。

想象一下一个电话会议——小组沟通顺畅。但随着参与者数量的增加，管理对话变得复杂得多。同样，在一个使用Tendermint的区块链中，验证者集合的增长导致消息流量激增，可能会给网络带宽和验证者处理能力带来压力。这可能会阻碍可扩展性，使得在不影响性能的情况下增加许多验证者变得困难。

随着当前验证者集合的稳步扩大，Sei致力于通过加强去中心化举措来正面应对这一挑战。目标是通过培养全球分布的验证者网络，辅以轻客户端进行无信任验证，保持网络性能。

订单匹配引擎

Sei在链级集成了一个订单匹配引擎，使开发者能够在Sei区块链上创建基于订单簿的交易所。

该功能支持开发中央限价订单簿（CLOB）系统，通常用于传统的集中式交易平台。Sei还支持去中心化交易所（DEX）中常用的自动化做市商（AMM）系统。

工作原理

涉及匹配引擎的所有交易将在一个区块范围内原子执行。这些交易被引导至DEX模块，每笔交易可能包含多个订单。提交后，交易处理程序将每笔交易的订单添加到DEX模块的内部MemState。在区块处理期间，DEX模块的EndBlocker钩子会批量合并MemState中记录的订单。这种合并将按市场聚合订单（例如，所有BTC永久合约的订单），形成单一的智能合约调用。

交易订单打包

Sei引入了多层订单打包以提升用户体验并优化性能：

• 客户订单打包：Sei允许包含多个交易市场订单的交易，包括跨智能合约的订单（例如，BTC/USDC现货对和BTC永久合约的订单）。在区块处理期间，Sei准确地将订单引导至各自的智能合约，帮助做市商最小化与头寸更新相关的gas费用。

• 链级订单打包：Sei不是分别为每笔与匹配引擎相关的交易实例化虚拟机（VM），而是将所有交易中的订单（按市场）整合并仅启动一次VM实例化。这显著减少了约1毫秒的订单延迟，特别是在高吞吐量期间。

钩子集成

Sei允许合约在网络中设置“钩子”。这些注册的钩子每个区块触发一次，促进诸如闪电贷还款等操作，与交易结算在同一个区块内进行。合约可以定义两种类型的钩子：一种在区块开始时执行，以准备可能的交易，另一种在区块结束时执行，在订单匹配和结算后，允许合约执行任何必要的交易后逻辑。

资产无关性

匹配引擎无需直接交易代币，而是提供一个多样化的接口，允许去中心化交易所决定如何表示资产。例如，去中心化交易所可以选择在其智能合约状态中跟踪头寸，而不是将其代币化。

频繁批量拍卖

Sei引入了一种称为“频繁批量拍卖”的方法，以应对一种称为“MEV”（最大可提取价值）的现象，确保公平的市场条件。MEV出现在验证者优先处理他们自己的交易以最大化利润，可能以牺牲其他参与者利益为代价。

为了减轻这一问题，Sei将所有市场订单合并并以一致的结算价格执行它们。例如，如果有两个卖单（卖价）价格分别为P1和P2，以及两个买单（买价），Sei会计算一个统一的结算价格——简单地取P1和P2的平均值。随后，两个买单都以这一统一的结算价格执行。

通过避免单个交易顺序，Sei消除了验证者操纵交易顺序以获取个人利益的动机，从而营造了更公平的交易环境。

价格 Oracle

为了促进资产定价，Sei实施了本地价格 Oracle。验证者充当 Oracle，确保资产定价的可靠性和准确性。为了保持 Oracle定价的新鲜度，投票窗口可以短至一个区块，从而快速更新当前资产价格。

在投票窗口内的投票步骤中，验证者会提议汇率。在投票期结束时，所有汇率投票被汇总，按验证者投票权重计算加权中位数，以确定每种资产的准确汇率。未参与和提供不准确数据的验证者将受到惩罚。

验证者有一个失误计数，跟踪他们未能提供数据或提供显著偏离加权中位数的数据的实例。如果验证者的失误计数在指定的投票期内超过一定阈值，他们将因长期不当行为而受到削减惩罚。

Sei V2 升级

2023年11月，Sei公布了Sei V2的蓝图，标志着网络的三大变革性增强：并行EVM、Optimistic并行化和SeiDB。

通过巧妙结合并行执行和EVM兼容性，Sei V2在一次操作中解决了性能和可用性问题，为用户和开发者提供了摆脱以太坊限制的能力，同时保留了EVM生态系统的熟悉环境。这一突破性方法提高了交易处理效率，显著减轻了以太坊在高需求期间的瓶颈，同时为EVM老手提供了无缝体验。

预计这一升级将在2024年上半年部署到主网。与此同时，Sei在2024年2月开放了公共开发网络，作为Sei V2创新的测试场。

（图片来源）

Sei 正在通过 Sei V2 实现重大飞跃，这是其首次重大升级。此次升级释放了并行化以太坊虚拟机 （EVM） 的强大功能，为开发人员提供了超优化的执行层，并增强了状态存储效率。

此外，还将引入一个新组件来适应EVM智能合约。这些合约将利用共识和并行化的进步，同时与现有的Cosmwasm智能合约无缝交互。

（图片来源）

这一升级将使Sei拥有以下功能：

• EVM智能合约的向后兼容性

• Optimistic并行化

• SeiDB——存储层的改进

• 互操作性——EVM与其他执行环境之间的可组合性

向后兼容性

通过此次更新，所有现有的和经过审核的EVM兼容链上的智能合约可以无缝部署在Sei上，无需代码更改，并利用诸如Foundry、Remix和Hardhat等熟悉的工具。

Sei节点将集成Geth，这是以太坊虚拟机的Go实现，负责处理以太坊交易。任何后续更新（如状态修改或非EVM合约调用）将通过Sei专门为EVM创建的特殊接口进行。

（图片参考）

Optimistic并行化

Optimistic并行化将适用于Sei上运行的所有交易，包括Sei本地交易、Cosmwasm交易和EVM交易。

（图片参考）

在Sei V2中，开发者将不再需要手动定义状态访问。相反，链将采用Optimistic方法并行执行交易。

当出现冲突时——例如影响同一状态的交易——链将监视每笔交易与哪个存储区域交互。涉及不同存储区域的交易将并行重运行，而涉及同一状态的交易将顺序重运行。

这一过程将反复继续，直到所有冲突解决。由于区块内的交易是有序的，这种方法确保了确定性，同时简化了开发者的工作流程，同时在链级保留并行化。其他技术细节请参考。

SeiDB

增加的交易处理导致更多区块链状态的创建，需考虑不仅要并行化运行时，还要管理状态。Sei v2引入SeiDB作为主要组成部分，从根本上改变状态访问、状态提交和状态存储的机制。

（图片参考）

当前Sei的实现使用数据库层，由IAVL树数据结构组成。然而，由于其模式和附加元数据，该结构在存储和延迟方面效率较低，导致写放大和磁盘访问变慢。

基于ADR-065（架构决策记录）提出的基础，Sei Labs工程团队开发了SeiDB。其主要策略是避免将所有数据存储在单个大型数据库中。相反，将数据分离成两个独立的层次：

• 状态提交使用高度优化的内存IAVL树快速提交数据，通过最小化磁盘访问，使验证者更快达成共识。

• 状态存储则促进低延迟直接访问原始键值对，增强RPC节点高效处理查询的能力。

（SeiDB 区分状态承诺和状态存储的示意图）

活动状态和历史数据的分离显著提高了 Sei 生态系统中所有节点运营商的性能。这一架构决策使 Sei Lab 的工程团队能够使用 MemIAVL 将当前链状态表示为内存映射的 IAVL 树。因此，验证者节点可以通过mmap跟踪区块链状态，将状态访问时间从数百微秒缩短到仅数百纳秒。这一显著的进步大大改善了状态同步时间和读/写放大。

使用最少的元数据将原始键值对存储在状态存储层中可以提高 LSM 树中的位置性，而异步修剪可防止节点落后。这些更改将状态存储需求降低了至少 60%，并将总数据增长率降低了 90%，从而在节点继续运行时节省了大量长期磁盘。

此外，Sei 还对业内各种领先的数据库进行了彻底的基准测试。因此，Sei V2 将过渡到使用 PebbleDB 而不是 GoLevelDB。这种转换有望显著提高读/写性能，特别是对于多线程访问。

SeiDB的主要内容：

• 将活动状态大小减少 60%；

• 将历史数据增长率降低 ~90%；

• 状态同步时间缩短 1200%，块同步时间缩短 2 倍；

• 将区块提交时间缩短 287 倍；

• 提供更快的状态访问和状态提交，使整体 TPS 提高 2 倍；

• 同时确保 Sei 归档节点能够实现与任何完整节点相同的高性能。

（图片参考）

对网络存储层的重大升级，解决了数据过载问题，优化了性能，并简化了新节点的入职流程。这确保了一致的网络可扩展性和性能。

互操作性

即将到来的Sei v2升级将带来革命性功能，特别是先进的高性能并行EVM。这一进步将提升用户体验，并为创新开发可能性开辟道路。

Sei致力于促进EVM与其他支持的执行环境之间的无缝可组合性，推动现有链内的互操作性。

（图片参考）

作为一个集成的区块链，Sei将允许交易在各种Sei组件（银行、EVM、Wasm、抵押）之间无缝交互。尽管它们用途不同，这些交易共享诸如gas、发送者和交易主体等共同特征。一旦接收，链将这些交易视为Sei本地交易，并将其引导至相关存储部分（例如，将CosmWasm交易引导至Wasm模块进行执行）。这种集成促进了开发者的顺畅体验，使EVM开发者能够轻松利用本地代币和其他链功能，如抵押。

此外，由于Sei v2将增强以支持两种执行环境（CosmWasm和EVM），所有在以太坊区块链上可用的代币标准也将在Sei上可用。一些用户可能担心这会给生态系统引入过多复杂性并损害用户体验，但Sei已经考虑到了这一点。

Sei上的每个代币，无论是NFT（CW-721）还是标准代币（CW-20），都可以通过指针合约实现与EVM钱包和应用程序的兼容。这些合约在EVM和CosmWasm之间建立代币的链接，使其无缝使用，而无需“包装”资产。这确保了相同的代币余额可以同时在EVM和CosmWasm上控制。

（指针合约使来自任一环境的钱包能够访问所有代币）

指针合约还使CW-20、CW-721和本地代币在EVM应用程序和反之亦然中使用。然而，它们不便于使用EVM钱包与现有Sei应用程序交互，这需要另一个称为“预编译”的功能。

为了解决这个问题，Sei Labs在Sei区块链内直接实施了“预编译”智能合约。这些合约作为用户和开发者通过EVM RPC接口访问本地Sei功能的门户，确保使用他们喜欢的钱包与智能合约进行交互。

Sei 上可用的预编译合约包括：

• CosmWasm

• Staking

• Governance

寻求使用这些预编译指导的开发人员可以在“示例用法”部分中找到说明。

一旦资金存入您的 EVM 地址，您就可以将它们与您的 Sei 地址无缝使用，反之亦然。这种集成将它们合并到一个帐户中，确保 EVM 和 Sei 生态系统之间的顺畅交互。

用户账户在Sei上的设置

在Sei中，每个用户“账户”都与一个独立的公钥关联。然而，在升级到Sei V2之后，这个公钥将对应两种类型的地址：

• EVM地址：以0x开头，用于以太坊相关操作。

• SEI地址：以Sei开头，用于Sei本地操作。

（图片参考）

尽管这些地址表面上看似不同，但它们本质上链接到同一个基础账户。这意味着使用一个代币地址进行的任何操作都会不可避免地影响另一个地址。

Sei的平行堆栈

随着Sei V2的推出，团队专注于引入Sei的平行堆栈，它将成为第2层网络进入Sei生态系统的入口。

（图片参考）

源自Sei V2的构建经验，这个开源强力工具将赋予开发者创建高性能第2层解决方案和汇总的能力，利用并行处理的魔力。平行堆栈解决了当前以太坊生态系统中第2层区块链面临的性能瓶颈问题。

该框架为开发者提供了一个强大而安全的基础，开发者可以在此基础上构建创新的第2层解决方案。值得注意的是，平行堆栈提供了无与伦比的定制能力，允许开发者根据具体项目需求量身定制他们的创造。此外，项目本质上受益于以太坊区块链或任何他们集成的数据可用性层的强大安全功能。作为默认配置选项的一部分，项目可以选择利用Sei经过验证的验证者集。这一集成进一步增强了安全性，同时最大化项目受益于平行堆栈的创新架构。

民主化的并行EVM

从头开始构建汇总可能是一项艰巨的任务。Sei与Altlayer的合作进一步激发了开发者在高性能DeFi领域的潜力。

Altlayer的“汇总即服务”（RaaS）产品消除了管理节点基础设施的复杂性，让开发者可以专注于利用平行堆栈能力开发创新的dApp。这为开发者节省了大量时间和资源。

除了简化之外，Altlayer的“重新抵押汇总”（一组三个垂直集成的主动验证服务）无缝集成平行堆栈，为这些高性能汇总增加了一层强大的安全性。这转化为更快的交易最终性，更去中心化的排序环境，以及对汇总状态的持续验证——这些都是在DeFi应用中培养信任和安全的关键因素。

开发者可以获得一个强大的工具包，允许他们在以太坊生态系统上创建极速且高度安全的DeFi应用程序。这一合作不仅赋予了开发者权力，还为更具可扩展性和可访问性的DeFi景观铺平了道路，最终惠及整个用户群体。

未来发展

统一NFT：新xERC-721 NFT标准

蓬勃发展的以太坊生态系统面临一个挑战——碎片化。随着各种扩展解决方案的出现（第2层汇总、高性能EVM），NFT在特定平台内被隔离。这孤立了社区并阻碍了创新。

Sei Labs和Omni Foundation提出了一个解决方案：xERC-721 标准。xERC-721 NFT作为ERC-721的简化升级引入。它为NFT的创作者和持有者提供了更大的自由，不再受限于单一域名，打开了在以太坊生态系统中进行创新和实验的大门。

xERC-721的优势：

1. xERC721代币能够跨多个域安全移动，而不引入不必要的风险或依赖任何特权第三方（如特定的互操作性网络），通过锁箱接口功能描述。这样确保了主权仍然掌握在NFT社区手中。

2. xERC721代币合约通过mintBatch和burnBatch功能接口扩展。这是开发者的痛点之一，导致引入了新的标准，如ERC-1155。当跨多个区块链编程时，这个问题进一步加剧，因为它引入了异步性，并且需要补偿互操作性网络验证和传递交易的成本。

3. 现有的NFT集合可以简单地升级为xERC-721，通过部署一个新门户合约，使其在整个汇总生态系统中可访问。

这一举措连同EIP-7281，为在分散的以太坊环境中对NFT的标准化方法奠定了基础。通过利用这些开放标准，开发者可以访问强大的工具，为数字资产领域的进一步创新铺平道路。

Sei 创作者基金：1000万美元资助计划

Sei Foundation致力于促进Sei生态系统的增长，推出了Sei创作者基金——一个1000万美元的资助计划。该计划旨在通过支持NFT和社交体验领域的新项目开发和现有项目扩展，激发创新。

无论您是充满新基础设施或工具创意，想要将您的创意愿景变为现实，还是希望推动现有NFT项目向前发展，Sei创作者基金都将支持您。

结论

Sei坚定致力于通过并行执行、优化数据存储和未来升级来解决可扩展性挑战，为开创性进步铺平道路，使项目能够利用多样平台的优势来应对复杂的金融挑战。

这种开创性的方法预示着前所未有的交易处理吞吐量的时代，促进交易者的快速和低成本互动。由此带来的用户体验提升，标志着更广泛的DeFi采用的潜力。

随着Sei技术的发展，它对DeFi领域的影响可能是变革性的，引领一个前所未有的可扩展性、效率和可访问性的时代。通过促进一个更包容的DeFi未来，Sei赋予创造者和用户重新定义去中心化金融的权力。

文章来源于互联网:详解 Sei 的并行化执行：革新 DeFi 产品体验的关键拼图

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