Последние достижения и применения протоколов консенсуса блокчейна
Технология блокчейна, представляющая собой децентрализованную распределённую технологию учёта, имеет в своей основе механизм консенсуса. Производительность механизма консенсуса напрямую влияет на масштабируемость и безопасность системы блокчейна. В последнее время асинхронный алгоритм Бейзентинской устойчивости (BFT) стал объектом исследований благодаря своим преимуществам в условиях сетевых задержек и сбоев узлов.
В данной статье будет подробно рассмотрено текущее состояние развития согласовательных протоколов блокчейна, с акцентом на последние достижения протокола асинхронного византийского устойчивого состояния машины репликации (BFT SMR). В настоящее время протокол sMVBA с ожидаемой задержкой 10δ стал самым быстрым асинхронным протоколом MVBA. Мы также представим два новых дизайна протокола: 2PAC (асинхронный консенсус в 2 этапа) и супершвидкая конвейерная блокировка, которые продемонстрировали значительные улучшения в производительности и задержке.
Основы консенсуса блокчейна
В асинхронной модели BFT система состоит из n = 3f + 1 процессов, где f процессов могут быть злонамеренно нарушены. Процессы общаются через асинхронные каналы, задержка передачи сообщений непредсказуема. Каждый процесс имеет пару открытого и закрытого ключей для подписи и проверки, что обеспечивает подлинность и целостность сообщений.
Целью протокола консенсуса блокчейна является достижение согласия всех честных узлов относительно состояния блокчейна. Основные требования включают:
Активность: в бесконечном исполнении существует бесконечно длинная уже определенная блокчейн.
Согласованность: любая пара уже определенных блокчейнов, одна из которых должна быть префиксом другой.
Качество P: Решено, что доля транзакций, вводимых честными узлами в блокчейне, составляет не менее p.
Проблемы текущего асинхронного протокола согласия
Хотя протокол 2-chain VABA ранее считался самым быстрым асинхронным протоколом консенсуса с ожидаемой задержкой 9.5δ, исследования показали, что он имеет несколько уязвимостей в безопасности, включая:
Использование стратегий повышения для препятствования атакам на активность
Ослабление определения сертификации лидеров приводит к атакам на согласованность
Эти проблемы серьезно влияют на надежность и эффективность протокола.
Новый дизайн протокола: 2PAC
Чтобы решить недостатки существующих протоколов, исследователи предложили протокол 2PAC, включающий два варианта:
2PAКаlean
Достигнуть +90% пропускной способности и ожидаемую задержку 9.5δ
Сложность сообщения составляет O(n²)
Повышение эффективности за счет оптимизации процесса консенсуса
2PACBIG
Сложность сообщения составляет O(n³) для самого быстрого протокола консенсуса блокчейна.
Время работы однократного MVBA без сбоев составляет всего 4δ
Супербыстрая конвейерная блокировка
Этот инновационный дизайн значительно снижает задержку конвейерных блоков. В условиях справедливого планировщика время принятия решений для конвейерных блоков может быть даже меньше, чем для неконвейерных блоков. Этот механизм обеспечивает задержку быстрого пути в различных средах выполнения, не подверженную влиянию неработающих процессов.
Оценка производительности
Теоретический анализ и практическое тестирование показывают:
Пропускная способность 2PAClean выше на 80%-100% по сравнению с цепочечным sMVBA
Время выполнения одного MVBA 2PACBIG составляет 4δ, опережая все существующие протоколы.
Время принятия решений по блокам для s2PAClean и s2PACBIG составляет соответственно 4δ и 3δ
Расчетные оценки показывают, что 2PAClean и 2PACBIG демонстрируют отличные результаты при различных сетевых условиях, особенно в средах с высокой задержкой и высокой частотой сбоев.
Будущие направления исследований
Оптимизация протокола: дальнейшее упрощение структуры, снижение затрат на передачу сообщений и вычисления.
Анализ безопасности: углубленное исследование безопасности нового протокола в различных сценариях атак
Практическое применение: применение нового протокола в реальных блокчейн-системах для проверки его производительности в реальной сетевой среде.
Вывод
Данное исследование подробно анализирует текущие преимущества и недостатки асинхронных блокчейн-идентификационных протоколов и предлагает два новых дизайна протоколов: 2PAC и сверхбыструю конвейерную блокировку. Эти новые дизайны продемонстрировали значительные преимущества в увеличении пропускной способности и снижении задержек, что предоставляет важные рекомендации для будущего развития блокчейн-технологий. С углублением исследований и оптимизацией технологий новое поколение идентификационных протоколов создаст прочную основу для применения блокчейн-технологий в цифровой экономике.
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
7 Лайков
Награда
7
4
Поделиться
комментарий
0/400
GweiTooHigh
· 07-20 10:34
Какой бы высокой ни была пропускная способность, сначала нужно управлять.
Посмотреть ОригиналОтветить0
MEVHunterLucky
· 07-20 10:33
Такой высокий пропускной способностью? Бык啊
Посмотреть ОригиналОтветить0
ruggedNotShrugged
· 07-20 10:32
Так много увеличилась пропускная способность? Духовность наполовину сократилась?
Новая блокчейн-консенсус: протокол 2PAC значительно повышает пропускную способность и производительность задержки.
Последние достижения и применения протоколов консенсуса блокчейна
Технология блокчейна, представляющая собой децентрализованную распределённую технологию учёта, имеет в своей основе механизм консенсуса. Производительность механизма консенсуса напрямую влияет на масштабируемость и безопасность системы блокчейна. В последнее время асинхронный алгоритм Бейзентинской устойчивости (BFT) стал объектом исследований благодаря своим преимуществам в условиях сетевых задержек и сбоев узлов.
В данной статье будет подробно рассмотрено текущее состояние развития согласовательных протоколов блокчейна, с акцентом на последние достижения протокола асинхронного византийского устойчивого состояния машины репликации (BFT SMR). В настоящее время протокол sMVBA с ожидаемой задержкой 10δ стал самым быстрым асинхронным протоколом MVBA. Мы также представим два новых дизайна протокола: 2PAC (асинхронный консенсус в 2 этапа) и супершвидкая конвейерная блокировка, которые продемонстрировали значительные улучшения в производительности и задержке.
Основы консенсуса блокчейна
В асинхронной модели BFT система состоит из n = 3f + 1 процессов, где f процессов могут быть злонамеренно нарушены. Процессы общаются через асинхронные каналы, задержка передачи сообщений непредсказуема. Каждый процесс имеет пару открытого и закрытого ключей для подписи и проверки, что обеспечивает подлинность и целостность сообщений.
Целью протокола консенсуса блокчейна является достижение согласия всех честных узлов относительно состояния блокчейна. Основные требования включают:
Проблемы текущего асинхронного протокола согласия
Хотя протокол 2-chain VABA ранее считался самым быстрым асинхронным протоколом консенсуса с ожидаемой задержкой 9.5δ, исследования показали, что он имеет несколько уязвимостей в безопасности, включая:
Эти проблемы серьезно влияют на надежность и эффективность протокола.
Новый дизайн протокола: 2PAC
Чтобы решить недостатки существующих протоколов, исследователи предложили протокол 2PAC, включающий два варианта:
2PAКаlean
2PACBIG
Супербыстрая конвейерная блокировка
Этот инновационный дизайн значительно снижает задержку конвейерных блоков. В условиях справедливого планировщика время принятия решений для конвейерных блоков может быть даже меньше, чем для неконвейерных блоков. Этот механизм обеспечивает задержку быстрого пути в различных средах выполнения, не подверженную влиянию неработающих процессов.
Оценка производительности
Теоретический анализ и практическое тестирование показывают:
Расчетные оценки показывают, что 2PAClean и 2PACBIG демонстрируют отличные результаты при различных сетевых условиях, особенно в средах с высокой задержкой и высокой частотой сбоев.
Будущие направления исследований
Вывод
Данное исследование подробно анализирует текущие преимущества и недостатки асинхронных блокчейн-идентификационных протоколов и предлагает два новых дизайна протоколов: 2PAC и сверхбыструю конвейерную блокировку. Эти новые дизайны продемонстрировали значительные преимущества в увеличении пропускной способности и снижении задержек, что предоставляет важные рекомендации для будущего развития блокчейн-технологий. С углублением исследований и оптимизацией технологий новое поколение идентификационных протоколов создаст прочную основу для применения блокчейн-технологий в цифровой экономике.