Sui公链核心分布式系统协议解析

Mysten Labs于8月18日更新了Sui Lutris白皮书，经过数月测试，确定了以下关键成果：

1. 在使用PTBs和5K TPS的情况下，Sui每秒可处理140k至150k次操作，这远超过主网峰值（约700TPS）时的基准测试性能。

2. 即使在部分验证节点停止运行的情况下，Sui的最终确认延迟仍能保持在0.5秒以下。

白皮书还详细说明了外部测试者如何在自身验证测试中复现这些数据，并提供了安全性证明和Sui运作机制的详细描述。

Sui主网发布后，我们看到了一些令人兴奋的应用上链，如游戏和NFT等。近期，Mysten Labs发布了支持Sui的分布式系统Sui Lutris的技术报告。Sui Lutris使Sui能在高吞吐量和长期稳定性的条件下保持低延迟。

区块链技术自比特币诞生以来已有十余年的发展历程，期间出现了游戏和NFT等新兴应用场景。区块链社区一直在探索提高效率的方法，特别是在处理高负载和提供实时响应方面。

当前，L1区块链面临两大主要挑战：在保持低延迟的同时实现高吞吐量，并确保共识协议的长期稳定性。这些挑战可以通过验证节点的动态参与和配置来克服。

实现高吞吐量的一种有效方法是使用基于DAG的共识协议，如Sui采用的Narwhal/Bullshark。这类协议允许区块链同时执行大量交易，非常适合游戏和NFT等应用。然而，基于DAG的协议可能导致几秒钟的延迟，这对于常见的转账或游戏操作来说影响较大。

另一方面，无共识协议在减少延迟和扩展性方面展现了巨大潜力，如早期研究的FastPay原型。这些协议通过消除共识环节，实现了交易的快速处理，无需对并行处理的独立交易进行额外处理。但这种方法仅适用于有限类别的简单区块链操作，限制了智能合约的表达能力，且在动态变化的验证节点集重新配置方面存在挑战。

尽管这两种协议都有潜力，但它们目前尚未在产品级区块链中广泛应用，主要还停留在学术讨论阶段。Sui Lutris作为支撑Sui网络的核心协议，巧妙地结合了基于DAG的共识和无共识方法，实现了两者的优势：亚秒级延迟（低于1秒）和每秒数千笔交易的持续吞吐量。同时，Sui还保持了在共享对象上执行复杂合约、生成检查点以及跨周期重新配置验证节点集的能力。

融合共识与无共识方法

Sui Lutris采用了一种独特的混合方法。对于单一所有者拥有的资产（独有对象）操作，系统在验证节点之间使用一致的广播协议，实现低于共识的延迟。对于涉及共享对象的复杂智能合约，Sui Lutris则依赖共识机制。此外，Sui Lutris还支持网络维护操作，如定义检查点和重新配置验证节点。这种创新策略在处理复制的拜占庭环境中的交易时，提供了一个兼顾效率和安全性的解决方案。

Sui Lutris的交易生命周期包括以下步骤：

1. 用户创建并签署交易，以修改他们拥有的对象或独享对象与共享对象的组合。

2. 交易通过全节点发送到Sui Lutris验证节点，进行有效性和安全性检查，签名后返回给客户端。

3. 客户端收集大多数验证节点的响应，形成交易证书，此时交易达到最终确认状态。

4. 证书发送回所有验证节点进行验证。涉及独享对象的交易可立即处理，无需等待共识引擎。所有证书都会转发到基于DAG的共识协议。

5. 共识输出证书编号，验证节点执行包含共享对象的交易。

6. 客户端可收集大多数验证节点的响应，组装成有效证书作为交易结算证明。

7. 为每个共识提交形成检查点，用于驱动重新配置协议。

除主要交易流程外，Sui Lutris还提供了一系列支持产品级区块链的功能：

• 实施检查点协议，生成系统所有交易的历史记录，便于审计和同步。
• 支持每个周期结束时的重新配置，允许验证节点集及其投票权变更。
• 在周期结束时安全"解锁"被误锁定的资产，最小化错误损失。

Sui作为管理大量用户资产的区块链，其基础Sui Lutris的安全性至关重要。完整的技术报告提供了有关安全性和活跃性协议的详细信息，以及在标准分布式系统模型中与拜占庭参与者部分同步的安全性证明。