什么是DoubleZero协议？完整的加密网络基础设施指南

在当今迅速发展的区块链环境中，网络性能已成为限制分布式系统可扩展性和效率的关键瓶颈。DoubleZero协议是一种去中心化的基础设施解决方案，提供用于创建高性能无权限网络的去中心化框架，专门优化用于区块链和分布式系统。

本指南全面探讨了DoubleZero如何通过其创新的双环架构、基于FPGA的边缘过滤和智能合约治理，解决网络基础设施挑战，从而为全球的验证者、RPC操作员和区块链开发者在带宽和延迟方面带来改进。

主要要点

• DoubleZero协议创新： 通过将未充分利用的光纤链接转变为高性能基础设施，利用基于FPGA的边缘过滤技术创建去中心化的网状网络。
• 性能优化： 降低延迟，消除抖动，并在流量到达区块链验证者之前在网络边缘过滤垃圾信息，从而实现相较于公共互联网的显著性能提升。
• 广泛的应用支持： 第一层区块链、RPC节点、MEV系统和第二层链可以利用该协议来克服通信瓶颈，实现更高的吞吐量。
• 创新架构： 双环系统将流量过滤与共识构建分开，允许在保持通过智能合约治理的去中心化操作的同时，共享合作基础设施。
• 无需许可的参与： 贡献者可以通过闲置的网络容量获利，而用户可以在无需长期合同或中心化依赖的情况下访问优化的路由。
• 市场差异化： 解决传统互联网基础设施和中心化解决方案难以有效解决的根本区块链通信限制。

什么是DoubleZero协议？

DoubleZero 该协议是一个去中心化的框架，用于创建和管理高性能的无权限网络，专门优化用于如区块链这类分布式系统。其核心是，DoubleZero将未充分利用的私有光纤链接转变为动态且广泛的全球网状网络，过滤并服务于低延迟、高带宽的流量。在将单独贡献的光纤链接组合成一个同步网络的同时，该协议使得分布式系统能够高效地发送和接收信息，过滤垃圾信息、提高带宽、降低延迟，并消除通信中的抖动。

DoubleZero网络通过一个无权限的控制器运作，该控制器位于公共区块链上，吸引新贡献并提供激励，同时根据需求激增、停机和其他干扰管理网络配置和路由。这个网络基础设施层帮助第一层区块链摆脱通信瓶颈，使它们能够接近物理所允许的最大性能。本质上，DoubleZero创造了“优化了分布式系统的新互联网”。 blockchain, attracting new contributions with incentives while managing network configuration and routing in response to demand spikes, outages, and other disruptions. This network infrastructure layer frees systems like Layer 1 blockchains from communication bottlenecks, allowing them to approach the maximum performance that physics allows. In essence, DoubleZero creates “a new internet optimized for distributed systems.”

与依赖中心化基础设施或公共互联网限制的传统网络解决方案不同，DoubleZero利用了使互联网具备价值的相同网络效应，同时提供专门的、高性能的连接，专为区块链验证者、RPC节点及其他分布式系统参与者的独特需求而设计。

DoubleZero协议解决了什么问题？

1. 基本的区块链通信瓶颈

当前去中心化系统的吞吐量和延迟的改进速度无法跟上开发者和用户的需求。尽管单个验证者的计算能力有了显著提升，但这些系统越来越受到带宽限制和验证者之间通信的延迟波动的瓶颈，而不是验证者内部的计算能力。区块链使用的物理网络层自比特币诞生以来没有改变，对可扩展性和去中心化构成了基本限制。

2. 验证者资源低效

在当前的区块链范式中，每个验证者面对大量的传入交易，包括垃圾信息和重复信息，迫使他们为去重、过滤和签名验证操作配置大量资源。这造成了一个低效的模型，每个验证者必须个别处理相同的预处理任务，从而导致网络中资源消耗的冗余。随着验证者通过公共互联网路径提出区块并投票，达成共识的速度非常缓慢，后者易受高抖动和不稳定路由的干扰。

3. 有限的性能解决方案

现有解决方案有显著的缺点。内存池在纳入之前增加了延迟，并传播交易意图。服务质量解决方案排除了没有足够股份的实体，并增加代理延迟。硬件扩展则限制了验证者的多样性，且并未解决整体网络性能。这些方法未能提供对基础通信基础设施挑战的全面解决方案。

4. 公共互联网的局限性

要求高性能、时间敏感通信的分布式系统被迫在公共互联网中运行，其中它们的流量与非时间敏感的流量混合。这造成了不可预测的延迟、抖动和带宽限制，从根本上制约了即使是最优化的区块链实现的性能上限。

DoubleZero协议背后的故事

DoubleZero协议由Austin Federa、Andrew McConnell和Mateo Ward创立，Dr. Nihar Shah、Chris Remus、Malbec Labs、Dr. Kevin Bowers和Firedancer团队提供了重要贡献。该项目源于一个根本的洞察：如果节点操作员不再需要独自负责数据的获取和传输，那会怎样？创始人提出，通过将过滤和验证与交易纳入、区块生成和执行脱钩，他们可以创建一个并行的受保护交易流，从而使节点操作员能够优化他们的网络操作。

推动DoubleZero的核心信念是，丰富促成创新。带宽的每一个跃升变化或相关延迟的减少都会打开全新的应用和用途的可能。基于这一原理，DoubleZero确立了一颗北极星，即为全球分布式系统增加带宽和减少延迟，以支持软件更公平和开放的未来。

该项目作为”N1″的首创，代表了一层中立高效的物理基础设施，分布式系统和应用可以在其上构建。目前，Jump Trading在测试网阶段担任主要贡献者，网络在包括新加坡、东京、洛杉矶、纽约、伦敦、法兰克福和阿姆斯特丹等主要大都市区域保持实地存在。

DoubleZero协议的关键特性

1. 创新双环网络架构

DoubleZero采用了一种革命性的双环概念架构：外部的进入/退出环和内部的数据流环。外环与公共互联网接口，利用性能优越的硬件如FPGA来减轻分布式拒绝服务攻击、验证签名和过滤重复交易。内部环允许在优化路由的专用带宽线路上进行过滤流量的共识构建，创造出可扩展和无权限的信息服务。

2. 基于FPGA的边缘过滤

该协议在关键进入点实施专门硬件，可以处理比传统x86处理器高几个数量级的流量。这些FPGA设备执行特定任务，包括垃圾信息清除、交易集去重和通过开源软件验证签名，确保对传入交易的公平对待。这种边缘过滤在流量到达各个验证者之前发生，从而显著降低它们的资源需求。

3. 无权限的智能合约治理

DoubleZero通过存储在链上的验证数据进行自我组织，为贡献者和用户创建透明和无权限的体验。分布式控制平面使用这些信息达成关于路由和优先决策的共识，自动根据实时的需求和供应动态确定最优网络配置和定价。

4. 光纤基础设施和网络效应

该协议利用光纤市场中大量的闲置能力，现代链接能够支持数百太比特的流量，同时仍有大量“暗光纤”未被利用。网络贡献者提供自有或租赁的连接，承诺服务水平协议，确定链接特性，包括端点位置、带宽、延迟和MTU大小。这种联邦性质创造了网络效应，单个贡献随着整体一体化而变得更加有价值。

5. 多播和高级流量优化

内环对多播流量的支持使得区块、状态转换和片段高效传播。像区块传播这样的增值功能受益于在统一协议控制下的单一网络域，从而优化流量流动超出公共互联网的可能。

DoubleZero协议的用例

1. 第一层区块链优化

第一层区块链是DoubleZero最强的用例，解决了验证者面对充满垃圾交易的流量喷涌，同时在易受抖动的公共互联网路径上达成共识的根本挑战。DoubleZero提供可扩展的硬件，运行开源代码进行过滤，减轻DDoS攻击，验证签名和移除重复项。这种合作基础设施共享使系统可以聚合共享资源，而不是要求每个验证者分别提供，同时专用带宽链接确保以最小的延迟和抖动生成、共享和批准区块。

2. RPC节点增强

远程过程调用节点在三个关键挑战中都能显著受益于DoubleZero的能力。首先，保护防止在空投或NFT铸造等社区活动期间的流量激增，同时减轻DDoS攻击。其次，改善交易交付到区块领导者或内存池，这对于高价值、时间敏感的交易（如套利）至关重要。第三，通过弹性、低延迟的连接增强状态同步，确保RPC能够为下游应用保持最新的区块链视图。

3. 最大可提取价值（MEV）系统

MEV系统非常敏感于延迟，能够从DoubleZero在两个方面的性能提升中受益。增强的实时网络状态可见性使得更具盈利性的交易排序和高效的区块构建成为可能。此外，向验证者提供更快的提案转发，为复杂的组合优化算法提供了额外的时间，以寻找更好的交易排序，从而将延迟改进直接转化为更高的盈利能力。

4. 第二层和跨链应用

利用中央或分布式排序器的第二层区块链可以利用DoubleZero进行标准应用，如过滤传入交易和低延迟的第一层发帖。更重要的是，该协议促进多个排序器之间的协调，防止浪费计算，同时支持具有数据可用性层的模块化架构。高带宽连接确保数据可用性层与第二层链的性能要求保持同步。

DoubleZero协议是如何工作的？

DoubleZero通过一个协调的贡献者、专业硬件和智能合约治理的生态系统运作。网络带宽贡献者在数据中心之间提供专用带宽，操作与DoubleZero兼容的设备（DZDs），并保持互联网连接。这些贡献者运行提供多播、用户查找和边缘过滤等服务的DoubleZero软件。同时，计算资源贡献者执行维护和监控职责，跟踪用户交易、计算费用、记录结果、管理智能合约、传递区块链认证和发布透明性能指标的遥测数据。

该协议通过互联的软件组件运作：DoubleZero守护进程与主机网络栈接口，以管理隧道接口和路由；激活器服务监控需要IP分配和状态变化的合约事件；控制器作为设备代理的配置接口；代理软件根据智能合约数据对物理设备应用配置更改。DoubleZero交易所（DZXs）充当不同贡献者链接在主要城市区域相连的交互点，从而在更广泛的网状网络中实现高效的互连。

智能合约通过验证的链上数据定义网络，创建透明和无权限的操作。贡献者通过设置服务水平协议，包括端点位置、带宽、延迟和MTU规格进行连接。分布式控制器使用智能合约数据识别最优网络配置，确定适当的定价，以便用户根据其对系统的影响成比例付费，而提供者获得与其价值贡献相匹配的激励。

DoubleZero网络架构

DoubleZero网络架构由两个主要组件组成：关键进入/退出点的网络设备和整个网络的提供带宽，通过编排技术形成网状网络，聚合异构贡献。该设计利用了私有网络（统一标准但覆盖面有限）和公共网络（覆盖面广但标准众多）的优势，结合二者之长。

网络设备具有双重功能：使单独贡献的数据链接作为一个统一的网络运行，并实施过滤、验证和垃圾保护。在启动时，网络利用市场上可获得的FPGA，在集成设备中平衡性能、速度和成本，处理过滤和路由任务。单个部署可处理多个Gbps的传入数据的去重、过滤和签名验证，同时管理与下游验证者和客户端设备的连接。

光纤链接通过网络贡献者提供低延迟、高带宽的全球连接，这些贡献者提供自有或从主要服务提供商处租赁的连接。贡献者承诺服务水平协议，建立链接特性，包括端点位置、带宽、延迟和符合要求的MTU大小。性能监测确保合规链接获得奖励，而不合规链接则面临失去资格。该架构将验证者、RPC和其他系统连接到网络边缘的核心底层，与DoubleZero交易所的连接优化加载，提供类似于公共互联网交换的高效大都市区域连接，但针对区块链流量进行了优化。

DoubleZero协议的未来

DoubleZero的发展路线图超越了区块链，涵盖任何需要高性能通信的分布式系统。该协议的应用范围包括内容交付网络、在线游戏、大型语言模型训练和企业网络，解决几乎每种时间敏感的高性能计算应用都受数据流入和流出限制的根本挑战。

该项目旨在确立其作为基础“N1”基础设施的地位，分布式系统和应用可以在其上构建，类似于互联网目前作为基础设施的角色。随着网络的发展，预计将新增的身份识别和身份验证策略，为超出初始区块链焦点的不同生态系统的用户系统提供支持。

社区治理的运作将成熟，以通过简化的流程处理网络范围内的问题，聚集贡献者进行诊断和修复，而用户在干扰期间仍保持对公共互联网的备份能力。该协议的开源路线图包括公开可用的代码库，认识到许多用户更喜欢从源代码编译，而不是使用打包版本。

长期发展重点是扩展地理存在、增强FPGA能力，并支持额外的验证者客户端和分布式网络。网络的无权限性质和智能合约治理确保了通过贡献者和用户之间的激励对齐实现可持续增长，创造了一个随着采用增加而变得更有价值的自我改进系统。

DoubleZero与传统互联网基础设施的对比

直接基础设施竞争者

DoubleZero面临来自传统中心化基础设施提供者的竞争，包括主要云平台（AWS、谷歌云、微软Azure）以及内容交付网络（Akamai、Cloudflare）。这些现有者通常与网络服务提供者建立长期租赁，以结构化其网络，为接近网络边缘的用户提供稳定的性能，但对于远端用户则受到公共互联网限制，给依赖应用带来了巨大的交易对手风险。

该协议还与专门的区块链基础设施提供者和面向企业的私人网络服务提供商竞争，他们向企业租赁带宽。然而，这些商业模式缺乏灵活性，通过冗长的谈判和入职程序，以固定容量出售长时间的带宽配送，这与动态的企业需求不匹配。

DoubleZero的竞争优势

DoubleZero的主要优势源于其去中心化、无权限的模式与针对区块链优化设计的结合。与中心化替代方案不同，该协议消除了单一故障点和交易对手风险的可能性，同时提供灵活性，调整延迟、吞吐量和持续时间，而没有被锁定的合同。该网络提供分层定价，使用户可以为优先或基础接入支付费用，从而最大限度地提高效率，将多余的价值返还给提供者。

性能优势包括显著的DDoS攻击抵抗力，需要”许多太比特同时冲击地理上分散的站点”，而不是仅仅针对单个验证者。该协议的过滤和路由优化可以达到”否则无法获得的性能水平，避免中心化的系统共同定位。”网络效应创造了价值，使单个贡献通过与邻近链接的关联而变得更加有价值，类似于航空联盟的模型。

市场定位分析

传统基础设施解决方案在拥有可预测流量模式和长期容量规划的成熟企业市场中表现出色。然而，它们对需要爆发能力、专门过滤和超低延迟优化的动态区块链工作负载却显得力不从心。DoubleZero定位为需灵活高性能网络而不妥协中心化交易的分布式系统的最佳解决方案。

该协议的开放精神和无权限参与模式，通过网络效应和社区驱动开发创建可持续的竞争护城河，而传统提供者面临着随着区块链采用率上升而变得更棘手的规模限制和中心化风险。

结论

DoubleZero协议代表了区块链基础设施的重要发展，引入了世界上第一个为高性能分布式系统网络的去中心化框架。通过解决自比特币诞生以来限制区块链可扩展性的关键通信瓶颈，DoubleZero使得分布式系统能够通过创新的基于FPGA的边缘过滤、智能合约治理和无权限的光纤链接聚合接近其理论性能上限。

该协议的双环架构，将外环过滤与内环优化路由相结合，为第一层区块链、RPC节点、MEV系统和第二层解决方案创造了前所未有的性能提升。与造成中心化风险和不灵活合同的传统基础设施提供者不同，DoubleZero的网络效应模型将单个贡献转变为一个统一的全球网络，其价值超越了其各部分之和。

随着区块链技术向主流采用的不断发展，DoubleZero作为下一代分布式应用的“必需品”N1基础设施而显得更加重要。凭借其在丰富推动创新上的基础和增强带宽、减少延迟的承诺，DoubleZero致力于为现代分布式系统提供改进的基础设施，以实现高效能而不牺牲去中心化原则。