双零：更快的互联网

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2024年12月16日

引言

旅程始于一缕闪烁的光芒。在数据中心的轰鸣机器中，光辉在浩瀚间诞生。一个数据包—一个单一的交易，被编码成微小的脉冲。这些脉冲开始通过比人类头发丝还细的光导纤维穿行，横跨广袤的大西洋。深埋在表面之下，这根光纤遵循海底的轮廓，穿越数英里的巨大压力与完全的黑暗。然而，光脉冲始终保持着毫不动摇的精准，静默地跨越大陆。当你阅读这一段文字时，这一旅程以每秒数百万次的速度进行着。它是全球连接的隐藏支柱—一种看不见的基础设施，桥接着人类的数字梦想，一次又一次不可阻挡的脉冲。

DoubleZero旨在重新定义这一看不见的连接支柱，为更快的全球光纤网络奠定基础—这个网络将满足新一代高吞吐量、低延迟的分布式系统和区块链生态系统的需求，包括Solana。这解决了互联网和高性能区块链系统的一个根本瓶颈—全球基础层连接。

DoubleZero的‘ N1协议’引入了专为高性能分布式未来定制的中性基础层基础设施。该协议设想一个由独立贡献者支持、启用专用光纤和海底电缆的无许可网络，以重新兼容基础的OSI模型层（第1层、第2层和第3层）。

本文深入探讨最新发布的DoubleZero白皮书中的核心见解，突出其市场潜力、高层系统架构和经济模型。DoubleZero有潜力为像Solana这样的网络带来实质性的性能提升。但是，它在根本上是区块链无关的，旨在为各个行业和用例提供变革性的优势。本文将详细探讨这一多样性。

市场机会

‘暗纤’指的是已经安装但未被使用的光纤电缆。其对立面是‘亮纤’—字面意义上光能够通过的光纤，指的是正在使用的光纤电缆。组织可以租赁和管理暗纤以创建私人网络，以及在现有亮纤上租赁空间。

供应方

大量备用容量的暗纤已被安装，但目前尚未投入运营。

• 65%的美国光纤仍然是在使用之外的（联邦通信委员会，2007）
• 从2015年到2023年，美国地区的光纤容量从15%上升到46%（光纤部署年度报告，2023）
• 70%的欧洲家庭拥有光纤连接（FTTH理事会欧洲，2024）

拥有未充分利用或连接断开的光纤链接的供应商在单独变现这些链接方面面临巨大挑战。逐条出售服务需要高昂的开销来寻找买家和谈判合同，而每个链接的价值限于其特定的路线。许多企业在购买或租赁光纤时往往会过度配置容量，为最坏情况而不是日常结果来建造。

需求方

数据流瓶颈限制了去中心化网络的性能。在高性能区块链中，带宽的限制和验证者之间不可预测的通信延迟远远超过了计算资源的限制。公共互联网的 маршруты 加剧了这些问题，非决定性的路由使得问题更加复杂。区块链的双重目标是既公开又高效，往往会产生冲突。

验证者必须面对不断涌入的交易，其中充斥着重复和被垃圾信息淹没的交易。即使是表现最好的区块链也难以交付用户所期望的类似Web2的用户体验以及来自专业的中心化交易所的交易体验。

行业已经引入了几种解决方案来应对这些挑战，每种都有其局限性：

交易池（Mempools）： 交易池作为交易的集中保留区，减少了对单个验证者的摄取负担。然而，它们引入了额外的延迟，并在交易被纳入之前公布交易意图，可能导致其被利用。

服务质量（Quality-of-Service, QoS）： 基于股份权重的QoS系统优先考虑来自受信任实体及其股份的交易。不幸的是，这些系统由于将交易通过带有股份的节点运行而增加了额外延迟，没有足够股份的参与者将被排除在外。

DoubleZero的解决方案

DoubleZero设想创建一个去中心化物理基础设施网络（DePIN），将未充分利用的私人暗纤链接与大型网络运营商（如金融公司和电信公司）的贡献结合在一起。本质上，这是一种过滤流量和通过低延迟及高Bandwidth 路由的网状传输层，允许分布式系统高效地发送和接收信息。单独贡献的光纤链接被组合成一个同步网络，增加了带宽，降低了延迟，并消除了通信中的抖动。这种专用带宽在网络节点之间提供预期且快速的连接。

为了说明这一点，可以想象依赖Uber从A点到B点旅行和拥有一个私人司机之间的差异。私人司机始终可用于提供即时和可预期的快速服务。依赖Uber可能更灵活，但这可能导致抵达时间的差异以及基于司机可用性引发的潜在延迟。

然而，DoubleZero不仅仅是一个传输层—网络还提供了由运行开源代码的网络设备进行的过滤和验证服务，以验证签名和去重传入数据。传入交易可以通过专用硬件进行边缘滤波（即移除垃圾和去重）。这使得区块链能从共享的系统范围的过滤资源中受益，而无需每个验证者配置足够的资源。验证者收到的交易集大大减少，只需重新验证包含在最终区块中的交易的签名。传出的消息可以被明确路由、跟踪并优先处理，以提高效率。

在这种系统下，我们不再需要为各个验证者提供足够的资源来满足全球需求；相反，这种需求可以通过基础设施共享来满足，要求的资源的总体数量减少。自定义基础设施将在光纤端点处使用，因此交通路由、全球延迟和其他较低层级的性能将优于公共互联网。

DoubleZero的核心重点是光纤，无论是陆上还是海底。现代光纤链接能够支持每秒数百Tb的数据。然而，网络贡献者还可以提供其他通信服务，如微波或卫星技术，并将其作为'N2'应用附加到网络中。

架构

你可以将DoubleZero网络的架构概念化为两个同心圈。

外部入口/出口环

与公共互联网接口。DoubleZero的网络设备 utilisent 高性能硬件来减轻分布式拒绝服务攻击，验证签名，并过滤重复交易。

内部数据流环

内部环上的服务器通过优化路由的专用带宽线路与这些过滤后的流量建立共识。

DoubleZero网络的物理层由关键的入口/出口点的网络设备和存在于整个网络的带宽组成。

DoubleZero交换点（DZXs）

DZXs允许连接筒倉区域中多个数据中心，类似于公共互联网交换机如何连接不同的网络。网络贡献者提供这些下层链接，这是该协议的核心传输层。交换点允许可扩展的互联性，无论参与DoubleZero的贡献者有多少。

光纤链路

光纤链路在全球不同点之间提供低延迟、高带宽的连接。这些链路可由网络贡献者直接拥有，或由他们从主要网络服务供应商处租赁。网络贡献者为这些连接提供配备服务水平协议的质量承诺。

FPGA网络设备

现场可编程门阵列（FPGAs）是可在生产后编程的硬件设备，用于执行特定的计算任务。由于其灵活性和高性能，FPGA通常用于快速数据处理的应用中，如网络、信号处理和区块链系统。

DoubleZero利用市售的FPGA在网络边缘的关键入口点过滤传入流量。与验证者相比，FPGA设备能够处理数量级更多的流量，因为它们执行去除垃圾、去重交易集和验证签名的特定任务。单个样例部署能够处理去重、过滤和签名验证，处理可达到数Gbps的传入数据：每秒高达一百万个交易且零延迟。

情景：DDoS攻击

DoubleZero的基础设施共享创建了一个更强大且更具弹性的网络架构，使得拒绝服务（DoS）攻击变得更加艰难。在DoubleZero框架下，此类攻击将需要每秒多个Tb的流量，同时攻击许多地理上分散的网站。这将不再是针对单个验证者或单一区块链的攻击；这将是针对全球数百个数据中心和ISP的攻击。成功的攻击必须在复杂性与资源需求上提高几个数量级。

经济模型

我们需要良好的机制和丰富的激励，以确保网络贡献者愿意添加其未充分利用的通道，分散系统愿意使用生成的网络。简而言之，我们需要一种新的沟通经济模型。

Nihar Shah

DoubleZero基金会首席经济学家

DoubleZero引入了用于全球网络的过滤和路由服务的新经济模型，将未充分利用的光纤资源与分散系统连接。它将个人贡献转换为一个综合网络，形成一个比其部分总和更有价值的系统。即使是单一的冗余光纤链接—独立价值有限—在与其他链接结合后，成为一个分布式框架中的关键组成部分。

DoubleZero聚合这些多样的贡献，融合私有网络（统一标准但覆盖有限）的优势与公共网络（覆盖面广但标准碎片化）的优势。

光纤供应商

DoubleZero使私人企业能够从电信供应商或网络运营商购买或出租的未充分利用光纤链接中获利。通过将这些链接贡献给DoubleZero，企业开启了新的收入机会。

区块链需求

区块链网络可以充分利用私有网络的优势—例如增强的性能和可靠性—而不依赖于中心化系统或长期合同。

通过DoubleZero，用户通过基于区块链的智能合约无缝配置和使用光纤，确保每次交互的完整性和透明性。

智能合约定义网络

DoubleZero在经验证的数据上链智能合约中运行。一个部署在公共区块链的无许可控制器激励新的贡献并动态管理网络的配置和路由，以应对需求激增、故障和其他中断。

分布式控制平面利用这些数据在路由和优先决策上达成共识，确保贡献者和用户享受透明和无许可的体验。

贡献者通过建立在智能合约中编码的服务水平协议连接到网络。该协议规定了关键链接参数，例如端点位置、带宽、延迟和合规的MTU大小。例如，一位提供洛杉矶和新加坡之间链接的贡献者可能承诺提供10 Gbps的带宽，延迟为85毫秒，MTU为1600。这些细节及承诺的持续时间在智能合约中记录，定义了链接的操作特性。

DoubleZero监控并测试链接性能，以确保只有合规的链接才能获得奖励。不合规的链接可能面临失去奖励的风险，并可能从网络中删除。该协议依赖于贡献者之间的内部对齐和互惠，他们必须遵守服务水平协议，保持斗志来相互监督。

验证者和其他用户可以选择预定义的服务和路线—如用于特定第1层区块链的流量、状态传播或验证者组—或授权自定义合同以定义具体的路由请求。

分布式控制器使用智能合约数据作为输入，以确定网络的最佳配置。此过程中一个关键方面是精确计算定价，确保用户根据请求对系统的需求比例付费。提供商则基于其为网络带来的价值获得奖励。

DoubleZero设想了一种分层定价模型，允许用户在特定路由中选择优先级或基础访问，从而优化网络效率。通过提供对服务的高度定制和控制，DoubleZero确保价值能够传递给提供商—相比公共互联网，这是一个显著的优势，后者对所有流量的处理是统一的，无论优先级如何。

网络效应

DoubleZero的网络效应类似于航空业。由于需求有限，两个城市之间单独提供的航空路线很少；相反，它们会整合到承运人的更大网络中，通过枢纽连接和与其他航线互动。当承运人加入联盟时，这些网络的价值变得更高，全球范围内扩展他们的覆盖，提高每个航线的价值。

通过将其光纤链接贡献给DoubleZero，提供商解锁了两个主要好处：

1. 集成的便捷性： 将链接添加到平台简单且标准化。提供商只需安装和配置少量交换机，保持开销最低。
2. 链接价值的增加： 通过与邻近链接连接，贡献的链接通过网络效应获得价值，利用梅特卡夫定律。一个之前孤立的链接可以在DoubleZero中转变为一个高度连接的资产，成为远比作为单独路线更有价值的资源。

DoubleZero还可以有效地利用冗余、短距离或低性能的链接。虽然该网络总体设计得高性能和广泛，但这些贡献可以提高冗余、增加容量，并改善整体互联性。

区块链用例

DoubleZero的区块链特定应用包括为RPC节点供能、优化MEV系统和增强第1层与第2层区块链的性能。

L1区块链

第1层区块链面临着三个DoubleZero可以帮助缓解的挑战。

过滤

DoubleZero过滤传入流量，帮助减轻分布式拒绝服务攻击、验证签名和去除重复交易。将这些步骤从区块生产、执行和共识中分离出，可以腾出大量资源以专注于区块生产。

路由

通过专用链接以最小的延迟和抖动完成。这确保区块快速建造、共享和批准。DoubleZero有望支持多播，促进一对多或多对多数据传输的同时进行。 多播 允许复杂的状态变迁、整个区块或在Solana情况下的分块流通过涡轮树传播。

可追踪性

在网络上经过的数据包预计可以被追踪，以便用户可以验证其在验证者之间的通信中的包含或排除。这是对于在敏感于审查担忧的系统中具有重要意义的交通路由透明性的有益副产品。

RPC节点

RPC节点面临三个DoubleZero能缓解的挑战。

流量激增

由于通过公共互联网接收交易流，RPC尤其容易受到分布式拒绝服务攻击的影响。典型示例包括空投和热门NFT铸造。

交易转发

对RPC来说，交易可交付性至关重要，尤其是对于既具有竞争性又时效性强的高价值交易。从RPC节点到区块领导者或交易池的韧性和低延迟连接有助于RPC节点在这些任务中。

信息检索

RPC是关于当前状态的主要可观察信息提供者，包括钱包余额和交易流动性。它们必须尽量接近实时地获取、验证和索引更改。DoubleZero从验证者到RPC节点的韧性和低延迟的连接可以确保RPC具备最新的区块链视图。

MEV

MEV系统对延迟敏感；即使是微小的延迟和交付改进也能带来巨大的附加价值。这些系统非常依赖于对网络状态的更实时视图。它们可以构建更有利可图的交易排序，并使用更新的数据创建更高效的区块。快速将提案转发给验证者的MEV系统可以利用额外时间找到更好的排序。MEV系统受益于更快的数据检索（即读操作）和更快速的区块或包交付至当前领导者（即写操作）。

第2层区块链

第2层链可以通过过滤传入交易至排序器、以低延迟发布或检索来自第1层的信息以及快速验证整个验证者组的状态来利用DoubleZero。DoubleZero还可以确保数据可用性层跟上第2层链的步伐。

大多数第2层链期望支持多个排序器交替或串联发布交易以减少中心化、审查和存活风险。这个架构改变需要排序器之间的 substantial 协调，而DoubleZero可以加速这一过程。

其他区块链背景

DoubleZero在其他区块链背景下提供优势，包括状态同步、索引器、多领导者和网络扩展。

新的验证者加入

新验证者节点为了跟上当前的状态，必须以比区块链当前速度更快的速度获取交易。DoubleZero的高带宽连接有助于克服这些限制，使新验证者更容易加入网络。同样的原则适用于那些落后于链头，需要追赶的验证者。

索引器

像RPC一样，索引器必须快速接收更新的状态，以便最终用户能够做出快速、明智的决策。通过DoubleZero进行的状态传播减少了索引新数据的延迟，并保持了分布式索引器实例的及时性。

多个领导者

许多第1层区块链力求在全球不同地区同时产生多个并发领导者。如果领导者之间没有紧密的协调，这很快可能导致冗余或过时的交易，并浪费计算资源。与第2层链上的多个排序器类似，第1层链上的多个领导者需要快速全球状态同步，而DoubleZero可以比公共互联网更好地促进这一工作。

网络扩展

几乎每个网络都有一个计算操作的概念，该操作只能在网络的一部分验证者上运行，因为它需要专用的硬件或软件。DoubleZero增加的带宽和减少的延迟链接可以使此类项目受益，包括ZK证明器、GPU工作负载和异步执行平台。

非区块链应用

DoubleZero不仅仅局限于区块链应用。它可以在任何分布式系统快速、准确且高效率地进行通信的场合中受益。示例包括内容交付网络、游戏应用、大型语言模型和企业用例。

内容交付网络（CDNs）

建立在DoubleZero网络之上的新CDN可以专注于基于需求预测的内容供应的核心能力，将过滤和路由交给协议。

DoubleZero协议的一个主要优点是其灵活性。用户无需签订大规模的长期租约，而可以针对具体的路由和时间间隔定制其使用。因此，在某些地区缺乏覆盖或需要在中央走廊拥有更多带宽的CDNs可以根据需求使用DoubleZero。

在线游戏

延迟对在线游戏至关重要，甚至轻微的滞后都会破坏用户体验。游戏开发人员使用两种模型：对等网和中心服务器。凭借其专用链接和灵活的使用模型，DoubleZero可以通过稳定连接来增强任一模型，让游戏体验更为愉悦。

大型语言模型（LLMs）

将大型GPU置于单一设施内是一项挑战。大型科技公司已经设计出能够协调异步和分布式资源的系统，以使它们可以训练统一模型。DoubleZero的高带宽连接容许模型在各种设施和GPU可用性之间更加无缝地进行训练。

企业用例

DoubleZero可以为标准云服务提供商提供一种替代方案，允许用户在没有锁定租约或合同的情况下无许可购买和使用带宽。进一步的优势包括成本降低，缓解数据中心的进入/出口拥堵，避免生态系统的锁定。

结论

DoubleZero是当前区块链行业中最具雄心勃勃的项目之一。其愿景是建立一个全新的私有互联网，为现代分布式系统量身定制——包括Solana——寻求重新定义支撑去中心化技术的基础设施。

由前Solana基金会战略主管Austin Federa、CTO Andrew McConnell和数据网络专家Mateo Ward领导，DoubleZero在Firedancer和Malbec Labs两个核心贡献者团队的支持下正式启动。

测试网络已在全球七个城市上线，主网络将增加十个新的城市区域。现在有四个Solana验证者（两个Agave和两个Frankendancer）通过测试模式连接到DoubleZero网络。他们正在招聘。

感谢0xIchigo、Brady Werkheiser、Andrew McConnell和Austin Federa对早期版本的审阅。

• 原文链接： helius.dev/blog/doubleze...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～