在當今快速發展的區塊鏈環境中，網路性能已成為限制分散式系統可擴展性和效率的關鍵瓶頸。DoubleZero Protocol是一個去中心化的基礎設施解決方案，提供去中心化的框架，用於創建專門針對區塊鏈和分散式系統優化的高性能無許可網路。
本綜合指南探討了DoubleZero如何通過其創新的雙環架構、基於FPGA的邊緣過濾和智能合約治理來應對網路基礎設施挑戰，使全球的驗證者、RPC運營商和區塊鏈開發人員在帶寬和延遲方面獲得改善。
主要收穫
- DoubleZero Protocol創新： 通過將未充分利用的光纖連結轉化為高性能基礎設施，並利用基於FPGA的邊緣過濾技術創建去中心化的網狀網路。
- 性能優化： 在流量到達區塊鏈驗證者之前，降低延遲、消除顫動，並在網路邊緣過濾垃圾信息，從而顯著改善相較於公有網路的性能。
- 廣泛的應用支持： 第一層區塊鏈、RPC節點、MEV系統和第二層鏈可以利用該協議克服通信瓶頸，實現增強的吞吐量。
- 創新架構： 雙環系統將流量過濾與共識構建分開，允許合作基礎設施共享，同時通過智能合約治理保持去中心化運行。
- 無許可參與： 貢獻者可以利用多餘的網路容量獲利，而用戶則可以無需長期合同或中心化依賴，訪問經過優化的路由。
- 市場差異化： 解決了傳統互聯網基礎設施和中心化解決方案無法有效解決的基本區塊鏈通信限制。
Table of Contents
什麼是DoubleZero Protocol?
DoubleZero 該協議是一個去中心化的框架，用於創建和管理高性能無許可網路，專門針對區塊鏈等分散式系統進行優化。DoubleZero的核心將未充分利用的私有光纖連結轉變為一個動態的全球網狀網路，過濾並在低延遲、高帶寬的路由上服務流量。該協議使分散式系統能夠通過將獨立貢獻的光纖連結合併成一個同步網路來高效地發送和接收資訊，過濾垃圾信息、增加帶寬、降低延遲並消除通信中的顫動。
DoubleZero網路通過一個無許可控制器運行，該控制器位於公有區塊鏈上，吸引新貢獻並提供激勵，同時根據需求激增、故障和其他中斷管理網路配置和路由。這一網路基礎設施層解放了像第一層區塊鏈這樣的系統，使其能夠接近物理所允許的最大性能。本質上，DoubleZero創造了“針對分散式系統優化的新互聯網”。 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.”
與依賴中心化基礎設施或公有互聯網限制的傳統網絡解決方案不同，DoubleZero利用了使互聯網變得有價值的相同網絡效應，同時提供專門針對區塊鏈驗證者、RPC節點和其他分散式系統參與者獨特需求設計的高性能連接。
DoubleZero Protocol解決了什麼問題？
1. 基本區塊鏈通信瓶頸
目前分散式系統的吞吐量和延遲改善速度無法跟上開發者和用戶的需求。儘管單個驗證者的計算能力已經取得重大進展，但這些系統越來越受限於帶寬限制和驗證者之間通信的變延遲，而不是驗證者內部的計算能力。區塊鏈使用的物理網路層自比特幣問世以來並未改變，這對可擴展性和去中心化形成了根本性限制。
2. 驗證者資源低效
在當前的區塊鏈範式中，每個驗證者面臨著大量進入的交易，包括垃圾信息和重複交易，迫使他們為去重、過濾和簽名驗證操作提供大量資源。這創造了一個低效的模型，每個驗證者必須單獨處理相同的預處理任務，導致全網的資源消耗重複。隨著驗證者提出區塊並在容易高顫動且路由不穩的公有互聯網路徑上投票，共識的達成變得緩慢。
3. 限制性能解決方案
現有解決方案存在顯著缺點。Mempool增加了延遲，並在交易被納入之前廣播交易意圖。服務質量解決方案排除了沒有足夠股份的實體，並增加了代理延遲。硬體擴展抑制了驗證者的多樣性，並未解決整體網絡性能。這些方法未能為基礎通信基礎設施挑戰提供全面解決方案。
4. 公有互聯網的限制
要求高性能、時間敏感的通信的分散式系統被迫在公有互聯網上運行，在這裡，他們的流量與非時間敏感流量無差別地混合在一起。這造成了不可預測的延遲、顫動和帶寬限制，根本約束了即使是最優化的區塊鏈實現的性能上限。
DoubleZero Protocol背後的故事
DoubleZero Protocol由Austin Federa、Andrew McConnell和Mateo Ward創建，並有Dr. Nihar Shah、Chris Remus、Malbec Labs、Dr. Kevin Bowers和Firedancer團隊的重大貢獻。該項目的出現源於一個根本性的洞見：如果節點運營商不僅僅負責數據的攝取和排出會怎樣？創始人提出，通過將過濾和驗證與交易納入、區塊生產和執行解耦，他們可以創建一個平行和受保護的交易流，使節點運營商能夠優化其網路運營。
推動DoubleZero的核心信念是豐富會催生創新。每一次帶寬可用性或延遲的減少，都會開啟全新的應用程序和用例。基於這一基本原則，DoubleZero確立了一個北極星，即在全球範圍內提高帶寬和降低延遲，以支持更公平和開放的軟體未來。
該項目代表了類似“N1”的首創，作為一種中立且高效的物理基礎設施，分散式系統和應用可以在其上構建。目前，Jump Trading是測試網階段的主要貢獻者，網路在包括新加坡、東京、洛杉磯、紐約、倫敦、法蘭克福和阿姆斯特丹的主要都市區保持實體存在。
DoubleZero Protocol的主要特徵
1. 創新的雙環網路架構
DoubleZero採用革命性的雙環概念架構：外環進入/退出環和內環數據流環。外環與公有互聯網接口，利用性能優越的硬體如FPGA以緩解分散式拒絕服務攻擊、驗證簽名和過濾重複交易。內環則使過濾的流量在最佳路由的專用帶寬線路上進行共識建設，創造一個可擴展的無許可資訊服務。
2. 基於FPGA的邊緣過濾
該協議在關鍵的進入點實施專用硬體，可以處理比傳統x86處理器更多的流量。這些FPGA設備執行特定任務，包括垃圾信息移除、交易集去重和簽名驗證，通過開源軟體確保對進入交易的公平對待。這種邊緣過濾發生在流量到達各個驗證者之前，極大地降低了他們的資源需求。
3. 無許可的智能合約治理
DoubleZero通過在鏈上智能合約中存儲的驗證數據來組織自身，為貢獻者和用戶創造一種透明且無許可的體驗。分散式控制平面利用這些信息達成路由和優先級決策的共識，自動根據實時需求和供應動態確定最佳網路配置和定價。
4. 光纖基礎設施和網路效應
該協議利用光纖市場中大量的閒置容量，現代連結可以支持每秒數百太比特的流量，而大量的“暗光纖”仍然未被利用。網路貢獻者提供自己擁有或租用的連結，並承諾服務水平協議，建立端點位置、帶寬、延遲和MTU大小等連結特徵。這種聯邦性質產生了網路效應，使得作為整合整體的一部分的個別貢獻更具價值。
5. 多播和進階流量優化
內環對多播流量的支持使得區塊、狀態轉變和碎片在網路上有效傳播。增值功能如區塊傳播受益於共同協議控制下的單一網路域，優化流量流動，超過公有互聯網上所能實現的情況。
DoubleZero Protocol的使用案例
1. 第一層區塊鏈優化
第一層區塊鏈代表了DoubleZero的最強使用案例，解決了驗證者在達成共識時面對充斥垃圾信息的交易火車流的基本挑戰。DoubleZero提供開源代碼運行的可擴展硬體，用於過濾、緩解DDoS攻擊、驗證簽名和去除重複。這種合作基礎設施共享允許系統聚合共享資源，而無需要求個別的驗證者配置，同時專用帶寬連結確保區塊在最低延遲和顫動下構建、共享和批准。
2. RPC節點增強
遠程過程調用節點在三個關鍵挑戰中受益於DoubleZero的能力。首先，在社區活動（如空投或NFT鑄造）期間，保護免受流量激增的影響，並減輕DDoS攻擊。第二，改善交易的可交付性到區塊領導者或mempools，對於競爭性、時間敏感的高價值交易（如套利）至關重要。第三，通過彈性、低延遲的連接增強狀態同步，確保RPC保持最新區塊鏈視圖以供下游應用使用。
3. 最大可提取價值（MEV）系統
MEV系統對延遲極其敏感，從DoubleZero的性能提升中獲益，表現在兩個維度上。增強的實時網路狀態可視性使得更具利潤的交易排序和高效的區塊建設成為可能。此外，更快的提案中繼到驗證者提供了額外的時間，使複雜的組合優化算法能夠找到更好的交易排序，直接將延遲改善轉化為利潤增加。
4. 第二層和跨鏈應用
使用中心化或分散化排序器的第二層區塊鏈可以利用DoubleZero進行標準應用，如過濾進入的交易和低延遲第一層張貼。更重要的是，該協議促進多個排序器之間的協調，防止計算浪費，同時支持具有數據可用性的模組化架構。高帶寬的連結確保數據可用性層能跟上第二層鏈的性能需求。
DoubleZero Protocol如何運作？
DoubleZero通過協調的貢獻者生態系統、專用硬體和智能合約治理來運行。網路帶寬貢獻者在數據中心之間提供專用帶寬，在每個端點運行與DoubleZero兼容的設備（DZD），並保持互聯網連接。這些貢獻者運行提供多播、用戶查找和邊緣過濾等服務的DoubleZero軟體。另有計算資源貢獻者執行維護和監控任務，跟蹤用戶交易、計算費用、記錄結果、管理智能合約、傳遞區塊鏈認證、並發布性能數據以供透明的性能指標。
該協議通過互聯的軟體組件運行：DoubleZero Daemon與主機網路堆疊接口以管理隧道接口和路由；Activator服務監控要求IP分配和狀態變更的合約事件；Controller作為設備代理的配置接口；Agent軟體根據智能合約數據對物理設備應用配置變更。DoubleZero Exchanges (DZXs)作為不同貢獻者連結在主要都市區的連接點，實現與更廣泛的網狀網路的高效交叉連接。
智能合約通過驗證的鏈上數據定義網路，實現透明和無許可的運作。貢獻者通過設置服務水平協議，包括端點位置、帶寬、延遲和MTU規格來連接。分散式控制器利用智能合約數據識別最佳網路配置，確定適當的定價，使得用戶根據其系統影響支付相應的費用，而提供者則根據其價值貢獻獲得激勵。
DoubleZero網路架構
DoubleZero網絡架構由兩個主要組件組成：位於關鍵進入/退出點的網絡設備以及跨網絡的配置帶寬，通過協同技術形成網狀網絡，匯聚異質貢獻。這一設計利用了私有網絡（統一標準但覆蓋範圍有限）和公有網絡（覆蓋範圍廣但標準多樣）的優勢，結合了兩者的最佳特性。
網絡設備具有雙重功能：使單獨貢獻的數據連結作為一個整體網絡運作並優先處理，以及實施過濾、驗證和垃圾信息保護。在啟動時，網絡利用商業可得的FPGA，在過濾和路由兩方面平衡性能、速度和成本。單個部署可以管理多Gbps的進入數據的去重、過濾和簽名驗證，同時管理與下游驗證者和客戶設備的連接。
光纖連結通過網絡貢獻者提供低延遲、高帶寬的全球連接，這些貢獻者提供來自主要服務提供商的自己擁有或租用的連結。貢獻者承諾服務水平協議，建立連結特徵，包括端點位置、帶寬、延遲和合規的MTU大小。性能監控確保合規連結獲得獎勵，而不合規連結則失去資格。該架構將驗證者、RPC和其他系統在網絡邊緣連接到核心底層，通過DoubleZero Exchange點實現高效的都市區連接，類似於公有互聯網交換，但針對區塊鏈流量進行優化。
DoubleZero Protocol的未來
DoubleZero的開發路線圖超越了區塊鏈，以涵蓋任何需要高性能通信的分散式系統。該協議的應用範圍包括內容傳遞網路、在線遊戲、大型語言模型訓練和企業網路，解決幾乎每個時間敏感的高性能計算應用都受到數據流入和流出的限制，而非計算能力的根本挑戰。
該項目旨在建立自己作為基礎的“N1”基礎設施，分散式系統和應用可以在其上構建，類似於當前互聯網作為基礎設施。隨著網絡進化，將增加額外的身份識別和身份認證策略，支持來自不同生態系統的用戶系統，超越最初的區塊鏈焦點。
社區治理的運作將變得成熟，以通過精簡流程處理網絡範圍內的問題，將貢獻者聚集在一起進行診斷和修復，而用戶在中斷期間維持對公有互聯網的備用能力。該協議的開源路線圖包括使代碼庫公開可用，因為許多用戶偏好從源代碼編譯，而不是使用打包版本。
長期開發專注於擴大地理覆蓋範圍、增強FPGA能力，以及支持額外的驗證器客戶端和分散式網路。該網絡的無許可性質和智能合約治理確保通過貢獻者與用戶之間的一致激勵實現可持續增長，創造一個自我改進的系統，隨著採用的增加變得更有價值。
DoubleZero與傳統互聯網基礎設施的對比
直接基礎設施競爭者
DoubleZero面臨來自傳統中心化基礎設施提供者的競爭，包括主要雲平台（AWS、Google Cloud、Microsoft Azure）和內容傳遞網絡（Akamai、Cloudflare）。這些現任者通常從網路服務提供者那裡建立長期租約來結構他們的網絡，為接近網絡邊緣的用戶提供穩定的性能，但對於遙距用戶來說忍受公有互聯網的限制，並對依賴的應用造成重大對手風險。
該協議還與專門的區塊鏈基礎設施提供者和租用帶寬給企業的私有網絡服務提供者競爭。然而，這些商業模式不具彈性，以固定容量出售帶寬，且長期租約需要耗費時間的談判和上線流程，這與動態企業的需求相矛盾。
DoubleZero的競爭優勢
DoubleZero的主要優勢源自其去中心化、無許可模型，加上針對區塊鏈的優化設計。與中心化替代品不同，該協議消除了單點故障和對手風險，同時提供調整延遲、吞吐量和持續時間的靈活性，無需鎖定合同。該網絡提供分級定價，使用戶可以根據需求支付優先或基本訪問費用，以最大化效率，將多餘價值返還給提供者。
性能優勢包括巨大的DDoS攻擊抵抗力，要求”許多太比特每秒同時擊中地理上分散的站點”，而不是針對單個驗證者。該協議的過濾和路由優化可以達到性能水平”如果沒有系統的中心化共置則無法獲得”。網絡效應創造價值，使得單個貢獻在與相鄰連結關聯的情況下變得更具價值，類似於航空聯盟模型。
市場定位分析
傳統基礎設施解決方案在建立企業市場中表現出色，具有可預測的流量模式和長期容量規劃。然而，他們在處理需要峰值容量、專業過濾和超低延遲優化的動態區塊鏈工作負載時掙扎。DoubleZero將自己定位為最佳解決方案，提供高性能網絡連接的分散式系統，無需中心化的折中。
該協議的開放理念和無許可參與模型通過網絡效應和社區驅動的發展創造可持續的競爭優勢，而傳統提供者面臨著隨著區塊鏈採用增加而變得更具問題的擴展限制和中心化風險。
結論
DoubleZero Protocol代表了區塊鏈基礎設施的一個重要進展，推出了世界上第一個去中心化的高性能分散系統網絡框架。通過解決自比特幣問世以來限制區塊鏈可擴展性的關鍵通信瓶頸，DoubleZero使分散式系統能夠通過創新的基於FPGA的邊緣過濾、智能合約治理和無許可光纖連結聚合接近其理論性能最大值。
該協議的雙環架構，結合外環過濾和內環優化路由，為第一層區塊鏈、RPC節點、MEV系統和第二層解決方案創造了前所未有的性能提升。與創建中心化風險和不靈活合同的傳統基礎設施提供者不同，DoubleZero的網絡效應模型將單個貢獻轉化為一個統一的全球網絡，其價值超過其總和。
隨著區塊鏈技術不斷演變，邁向主流採用，DoubleZero將自己定位為實現下一代分散應用的必要“N1”基礎設施。以豐富驅動的創新和致力於提高帶寬同時降低延遲為基礎，DoubleZero旨在為現代分散式系統提供改善的基礎設施，並不妥協去中心化的原則。
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