深入解析Somnia:下一代高频交互公链

本文将围绕两个核心问题展开分析:

1. 为何Somnia有望在市场对"高速公链"普遍脱敏的情况下脱颖而出?

2. 声称是速度最快、成本最优的并行EVM Layer 1,Somnia的技术是否真能支撑这一宣称?

概览:Somnia的技术、背景与生态

技术亮点

• 多流共识算法:采用数据链与共识链分离设计,有助于防范MEV、减少冗余、降低成本并提升效率。

• 创新EVM编译器:实现指令级并行EVM,针对性解决高频交互场景下的拥堵问题。

• 自研IceDB数据库引擎:大幅提升数据读写速度,增强网络稳定性。

• 数据压缩技术:优化数据传输效率。

背景优势

• 开发团队来自Improbable,这是一家成立于2012年的跨国科技公司,总部位于英国伦敦,曾开发过软件、游戏及Web3元宇宙产品。

• 获得MSquared、a16z、软银、Mirana等知名机构共计2.7亿美元投资。

生态进展

• 测试网已入驻多个AI/社交产品、游戏、NFT项目和DeFi应用,更多项目即将上线。

• 自2025年2月下旬上线至6月26日,测试网已生产超1亿个区块,平均区块生产时间0.1秒。近9700万个钱包地址参与测试,最近24小时交易量达2643万笔。

Somnia的区块浏览器上,交易数和区块数不断闪动,体现了其所称的"亚秒级"处理速度。

Somnia的潜在优势

• 专注高频交互:不仅追求技术指标,更注重将Web3技术应用于游戏、社交等高频互动场景。

• 促进Web3与Web2融合:Somnia独特的背景有助于为Web2用户提供无缝进入Web3世界的通道,可能带来真正以用户体验为中心的应用生态。

深入解读Somnia技术

多流共识算法

基本结构

Somnia采用创新的多流共识(MULTISTREAM)算法,包含多条数据链和一条共识链:

• 数据链:每条由单个验证者负责记录交易信息,互不干扰。
• 共识链:由所有验证者共同维护,执行共识并记录交易引用。

工作流程

1. 用户发出请求后,验证者将交易写入各自的数据链。

2. 共识链周期性(如每30秒或1秒)触发数据同步,各数据链验证者互换顶部数据分片。

3. 验证者将所有数据链顶部分片集合作为完整数据切片写入共识链。

4. 验证者对交易排序,根据排序结果更新状态并同步写入IceDB数据库。

技术优势

1. 防MEV设计

Somnia使用确定性伪随机函数对交易排序:

• 具有随机性,难以预测下一个随机数。
• 确定性,所有验证者执行时生成相同的随机数序列。

验证者基于相同的随机数序列对数据链排序,进而确定交易顺序。这种方式使MEV攻击者难以通过贿赂少数验证者影响交易顺序。

2. 降低成本提高效率

• 减少交互冗余:验证者独立记录数据链,无需互相验证。仅传输数据链快照信息,不包含具体交易内容。

• 减少存储冗余:数据链间无需同步信息,共识链仅记录数据链快照和排序后的交易引用。

通过减少冗余,Somnia实现了更高效率和更低成本。

3. 数据链防篡改

尽管无需验证数据链信息,验证者也无法篡改交易。篡改会导致交易哈希值变化,与共识链存储的信息产生冲突。

指令级并行EVM

现有痛点

传统的交易并行难以解决高频关联交易的拥堵问题。例如:

• 大量用户同时使用USDC交易某代币
• 多人争抢Mint同一NFT

这些场景下,交易间存在依赖关系,无法并行执行。

Somnia的解决方案

Somnia开发了创新的EVM编译器,实现指令级并行:

• 将交易拆分为多个指令集
• 无冲突且无依赖的指令集可并行执行

以Swap交易为例,可拆分为:参数验证、参数处理、余额检查、授权检查、池状态检查、价格计算、费用计算、转移输入代币、更新池状态与费用记录、转移输出代币、事件发射等指令集。其中无冲突无依赖的指令集可并行执行,提高交易效率。

技术实现

Somnia的EVM编译器将EVM字节码编译为x86机器码。现代CPU的多线程内核可在多线程上并行执行机器码,从而实现EVM指令集的并行,提升单个交易执行速度。

优势对比

标准EVM解释执行: 交易1→解析字节码→顺序执行→交易2→解析字节码→顺序执行→交易3...

Somnia EVM编译执行: 合约代码→解析字节码→编译机器码→并行执行交易1指令集→并行执行交易2指令集→并行执行交易3指令集...

Somnia的方式在处理大量交易时优势更明显。对普通交易仍使用标准EVM解释执行,而对高频交易启用编译器,实现成本和效率的双重优势。

IceDB数据库引擎

技术特点

Somnia自研的IceDB使用LSM树(Log-Structured Merge-Tree)代替传统的默克尔树结构:

• 数据追加写入,而非原地修改,避免篡改问题
• 写入过程:内存MemTable → 磁盘SSTable → 定期合并删除重复键
• 无需计算哈希,显著提升写入速度

性能优势

• LSM树结构在写入方面性能优越
• Somnia声称创建了同时优化读写的数据缓存,使IceDB平均读写时间在15-100纳秒之间

独特功能

IceDB提供读写性能报告,为Gas计算提供确定性依据,有助于实现更公平有效的Gas机制,维护网络稳定性。

数据压缩技术

Somnia基于信息量与频率分布幂率理论开发了高效数据压缩技术:

• 流式压缩提高网络传输能力
• 使用BLS签名加快签名传输与验证
• 多流共识设计使网络传输负载均衡稳定

结语

Somnia作为一个由Web2向Web3过渡的融合型项目,其技术创新为解决高频交互应用的挑战提供了新思路。多流共识算法、指令级并行EVM、IceDB数据库引擎等技术为实现低成本高效率的Layer 1奠定了基础。

随着Web3与Web2融合成为新趋势,Somnia有望在社交、游戏等领域发挥重要作用。其技术实力和生态布局为构建融合Web2便捷性与Web3所有权益的新生态提供了可能。未来,我们或将见证一个真正融合的Web3生态系统的诞生,为用户带来全新的体验。