深入解析Somnia:下一代高頻交互公鏈

本文將圍繞兩個核心問題展開分析:

1. 爲何Somnia有望在市場對"高速公鏈"普遍脫敏的情況下脫穎而出?

2. 聲稱是速度最快、成本最優的並行EVM Layer 1,Somnia的技術是否真能支撐這一宣稱?

概覽:Somnia的技術、背景與生態

技術亮點

• 多流共識算法:採用數據鏈與共識鏈分離設計,有助於防範MEV、減少冗餘、降低成本並提升效率。

• 創新EVM編譯器:實現指令級並行EVM,針對性解決高頻交互場景下的擁堵問題。

• 自研IceDB數據庫引擎:大幅提升數據讀寫速度,增強網路穩定性。

• 數據壓縮技術:優化數據傳輸效率。

背景優勢

• 開發團隊來自Improbable,這是一家成立於2012年的跨國科技公司,總部位於英國倫敦,曾開發過軟件、遊戲及Web3元宇宙產品。

• 獲得MSquared、a16z、軟銀、Mirana等知名機構共計2.7億美元投資。

生態進展

• 測試網已入駐多個AI/社交產品、遊戲、NFT項目和DeFi應用,更多項目即將上線。

• 自2025年2月下旬上線至6月26日,測試網已生產超1億個區塊,平均區塊生產時間0.1秒。近9700萬個錢包地址參與測試,最近24小時交易量達2643萬筆。

Somnia的區塊瀏覽器上,交易數和區塊數不斷閃動,體現了其所稱的"亞秒級"處理速度。

Somnia的潛在優勢

• 專注高頻交互:不僅追求技術指標,更注重將Web3技術應用於遊戲、社交等高頻互動場景。

• 促進Web3與Web2融合:Somnia獨特的背景有助於爲Web2用戶提供無縫進入Web3世界的通道,可能帶來真正以用戶體驗爲中心的應用生態。

深入解讀Somnia技術

多流共識算法

基本結構

Somnia採用創新的多流共識(MULTISTREAM)算法,包含多條數據鏈和一條共識鏈:

• 數據鏈:每條由單個驗證者負責記錄交易信息,互不幹擾。
• 共識鏈:由所有驗證者共同維護,執行共識並記錄交易引用。

工作流程

1. 用戶發出請求後,驗證者將交易寫入各自的數據鏈。

2. 共識鏈週期性(如每30秒或1秒)觸發數據同步,各數據鏈驗證者互換頂部數據分片。

3. 驗證者將所有數據鏈頂部分片集合作爲完整數據切片寫入共識鏈。

4. 驗證者對交易排序,根據排序結果更新狀態並同步寫入IceDB數據庫。

技術優勢

1. 防MEV設計

Somnia使用確定性僞隨機函數對交易排序:

• 具有隨機性,難以預測下一個隨機數。
• 確定性,所有驗證者執行時生成相同的隨機數序列。

驗證者基於相同的隨機數序列對數據鏈排序,進而確定交易順序。這種方式使MEV攻擊者難以通過賄賂少數驗證者影響交易順序。

2. 降低成本提高效率

• 減少交互冗餘:驗證者獨立記錄數據鏈,無需互相驗證。僅傳輸數據鏈快照信息,不包含具體交易內容。

• 減少存儲冗餘:數據鏈間無需同步信息,共識鏈僅記錄數據鏈快照和排序後的交易引用。

通過減少冗餘,Somnia實現了更高效率和更低成本。

3. 數據鏈防篡改

盡管無需驗證數據鏈信息,驗證者也無法篡改交易。篡改會導致交易哈希值變化,與共識鏈存儲的信息產生衝突。

指令級並行EVM

現有痛點

傳統的交易並行難以解決高頻關聯交易的擁堵問題。例如:

• 大量用戶同時使用USDC交易某代幣
• 多人爭搶Mint同一NFT

這些場景下,交易間存在依賴關係,無法並行執行。

Somnia的解決方案

Somnia開發了創新的EVM編譯器,實現指令級並行:

• 將交易拆分爲多個指令集
• 無衝突且無依賴的指令集可並行執行

以Swap交易爲例,可拆分爲:參數驗證、參數處理、餘額檢查、授權檢查、池狀態檢查、價格計算、費用計算、轉移輸入代幣、更新池狀態與費用記錄、轉移輸出代幣、事件發射等指令集。其中無衝突無依賴的指令集可並行執行,提高交易效率。

技術實現

Somnia的EVM編譯器將EVM字節碼編譯爲x86機器碼。現代CPU的多線程內核可在多線程上並行執行機器碼,從而實現EVM指令集的並行,提升單個交易執行速度。

優勢對比

標準EVM解釋執行: 交易1→解析字節碼→順序執行→交易2→解析字節碼→順序執行→交易3...

Somnia EVM編譯執行: 合約代碼→解析字節碼→編譯機器碼→並行執行交易1指令集→並行執行交易2指令集→並行執行交易3指令集...

Somnia的方式在處理大量交易時優勢更明顯。對普通交易仍使用標準EVM解釋執行,而對高頻交易啓用編譯器,實現成本和效率的雙重優勢。

IceDB數據庫引擎

技術特點

Somnia自研的IceDB使用LSM樹(Log-Structured Merge-Tree)代替傳統的默克爾樹結構:

• 數據追加寫入,而非原地修改,避免篡改問題
• 寫入過程:內存MemTable → 磁盤SSTable → 定期合並刪除重復鍵
• 無需計算哈希,顯著提升寫入速度

性能優勢

• LSM樹結構在寫入方面性能優越
• Somnia聲稱創建了同時優化讀寫的數據緩存,使IceDB平均讀寫時間在15-100納秒之間

獨特功能

IceDB提供讀寫性能報告,爲Gas計算提供確定性依據,有助於實現更公平有效的Gas機制,維護網路穩定性。

數據壓縮技術

Somnia基於信息量與頻率分布冪率理論開發了高效數據壓縮技術:

• 流式壓縮提高網路傳輸能力
• 使用BLS籤名加快籤名傳輸與驗證
• 多流共識設計使網路傳輸負載均衡穩定

結語

Somnia作爲一個由Web2向Web3過渡的融合型項目,其技術創新爲解決高頻交互應用的挑戰提供了新思路。多流共識算法、指令級並行EVM、IceDB數據庫引擎等技術爲實現低成本高效率的Layer 1奠定了基礎。

隨着Web3與Web2融合成爲新趨勢,Somnia有望在社交、遊戲等領域發揮重要作用。其技術實力和生態布局爲構建融合Web2便捷性與Web3所有權益的新生態提供了可能。未來,我們或將見證一個真正融合的Web3生態系統的誕生,爲用戶帶來全新的體驗。