Последние достижения и применение протокола согласования блокчейн
Технология Блокчейн как децентрализованная распределенная бухгалтерская система обеспечивает целостность и согласованность данных через механизм Соглашения. Механизм Соглашения является ключевым элементом системы Блокчейн, его производительность напрямую влияет на масштабируемость и безопасность Блокчейна. Асинхронный алгоритм толерантности к ошибкам византийского типа (BFT) имеет уникальные преимущества в отношении сетевых задержек и частичного выхода узлов из строя, что делает его предметом активных исследований.
В данной статье рассматривается текущее состояние развития протоколов согласования Блокчейн, с акцентом на последние достижения протокола асинхронного византийского устойчивого состояния машины репликации (BFT SMR). В настоящее время sMVBA стал самым быстрым асинхронным MVBA протоколом с ожидаемой задержкой 10δ. В статье также предложены два новых проектирования протоколов, а именно 2PAC (2-фазное асинхронное согласование) и сверхбыстрая конвейерная блокировка, демонстрирующие значительное улучшение в отношении пропускной способности и задержки.
Модель и определения
В асинхронной модели BFT система состоит из n = 3f + 1 процессов, где f процессов могут быть злонамеренно повреждены противником. Эти процессы взаимодействуют друг с другом через асинхронные каналы, задержка передачи сообщений контролируется противником. Каждый процесс имеет пару открытых и закрытых ключей для подписи и проверки, что обеспечивает подлинность и целостность сообщений.
Блокчейн Соглашение
Протокол согласия Блокчейна предназначен для обеспечения согласия всех честных узлов относительно состояния Блокчейна. Каждый узел постоянно получает новые транзакции и упаковывает их в Блоки, обеспечивая согласие по этим Блокам на всех честных узлах через протокол согласия. Протокол согласия Блокчейна должен соответствовать нескольким основным требованиям:
Активность: в бесконечном исполнении существует бесконечно длинная определенная Блокчейн.
Согласованность: если существуют две утвержденные блокчейн, то одна из них должна быть префиксом другой.
Pкачество: в уже принятом Блокчейн, доля транзакций, входящих от честных узлов, составляет не менее p.
Текущие проблемы асинхронного соглашения Протокола
В настоящее время существуют различные виды атак на быстрое асинхронное соглашение, которые могут нарушить его согласованность и активность. Например, атаки, вызванные отсутствием проверки аутентификации, атаки, использующие стратегии повышения для препятствования активности, а также атаки на согласованность, вызванные ослаблением определения аутентификации лидера. Несмотря на введение некоторых новых механизмов, таких как параллельный запуск нескольких экземпляров, эти проблемы все еще не решены полностью.
Новый протокол: 2PAC (2-этапное асинхронное соглашение)
На основе анализа существующих протоколов исследователи предложили протокол 2PAC. Этот протокол значительно улучшает производительность за счет упрощения и оптимизации процесса согласования. В частности, он включает два варианта:
2PAClean:
Достигнуто +90% пропускной способности и ожидаемая задержка 9.5δ, сложность сообщений составляет O(n²).
Повышена эффективность протокола за счет устранения ненужных взаимодействий и вычислительных затрат.
2PACBIG:
Это самый быстрый протокол согласования Блокчейн с текущей сложностью сообщений O(n³).
Безотказное время выполнения одного MVBA составляет 4δ, что значительно снижает задержку.
Супербыстрая конвейерная Блок
Исследователи предложили новый дизайн конвейерных блоков, который значительно уменьшает задержку конвейерных блоков. Внедрив механизм быстрого пути, время принятия решений для конвейерных блоков под справедливым планировщиком оказывается даже меньше, чем для не конвейерных блоков. Этот механизм гарантирует задержку быстрого пути во всех исполнениях и не подвержен влиянию поведения сбойных процессов.
Результаты квантования
Согласно теоретическому анализу и практическим испытаниям, ожидаемая задержка 2PAClean в наихудшем случае составляет 9.5δ, а в хорошем случае (без сбоев и полу-справедливый планировщик) — 6δ. В то же время, ожидаемая задержка sMVBA составляет 10δ, а в хорошем случае — 6δ. 2PAClean уменьшает задержку в наихудшем случае на 0.5δ при сохранении такой же задержки в хорошем случае. Кроме того, производительность 2PAClean по сравнению с цепочечным sMVBA увеличилась на 80% до 100%, что в основном связано с тем, что в новом дизайне избегаются ненужные потери блоков и вычислительные накладные расходы.
2PACBIG как протокол с сложностью сообщения O(n³), имеет время выполнения одного MVBA 4δ, что быстрее, чем у всех существующих протоколов. Кроме того, сверхбыстрая конвейерная блокировка позволяет s2PAClean и s2PACBIG достигать времени принятия решений по конвейерным блокам в 4δ и 3δ соответственно, что дополнительно повышает производительность протокола.
Расчетная оценка
Чтобы проверить производительность нового протокола, исследователи провели широкие вычислительные оценки. Результаты показали, что 2PAClean и 2PACBIG демонстрируют отличную производительность при различных сетевых условиях, особенно в средах с высокой задержкой и высокой частотой сбоев. 2PAClean обеспечивает хороший баланс между задержкой передачи сообщений и вычислительной сложностью, тогда как 2PACBIG достигает меньшей задержки благодаря параллелизации и оптимизации процесса голосования.
С развитием технологий Блокчейн асинхронный протокол Соглашения BFT будет играть все более важную роль в обеспечении безопасности и повышении производительности. Дизайн 2PAC и сверхбыстрой конвейерной Блокировки демонстрирует направление развития будущих протоколов Соглашения Блокчейн, а именно через упрощение структуры протокола и оптимизацию процесса Соглашения для достижения более высокой пропускной способности и более низкой задержки.
Будущие направления исследований
Протокол оптимизация: дальнейшее упрощение и оптимизация структуры протокола, уменьшение ненужной передачи сообщений и вычислительных затрат.
Анализ безопасности: глубокий анализ новой протокол в различных сценариях атак, чтобы обеспечить его надежность в реальном применении.
Практическое применение: применить новый протокол в реальных системах Блокчейн, чтобы проверить его производительность в условиях реальной сети.
В данной статье подробно анализируются преимущества и недостатки современных асинхронных блокчейн-соглашений и предлагаются два новых проектирования протоколов: 2PAC и сверхбыстрая конвейерная блокировка. Новые разработки демонстрируют значительные преимущества в увеличении пропускной способности и снижении задержки, предоставляя важные рекомендации для будущего развития технологий блокчейн. Эти новые протоколы не только теоретически подтверждают свое превосходство, но и демонстрируют выдающиеся результаты в практическом тестировании, предлагая новые идеи для достижения эффективных и безопасных блокчейн-соглашений.
Благодаря постоянным исследованиям и оптимизации, Блокчейн-технология будет играть всё более важную роль в будущем цифровой экономики, а новое поколение Соглашений Протокола предоставит прочную основу для развития этой технологии.
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» .
13 Лайков
Награда
13
5
Поделиться
комментарий
0/400
TooScaredToSell
· 07-05 04:45
Хорошо, не теряю, бык啊
Посмотреть ОригиналОтветить0
SchroedingersFrontrun
· 07-05 04:44
Протокол пусть будет быстрым, но не разыгрывайте людей как лохов
Посмотреть ОригиналОтветить0
FromMinerToFarmer
· 07-05 04:43
Технология слишком жесткая, не выдерживаю.
Посмотреть ОригиналОтветить0
BoredRiceBall
· 07-05 04:34
Дорогие дорогие, дешевые дешевые, играйте во что угодно.
2PAC и сверхбыстрая конвейерная линия: прорывное решение для повышения производительности соглашения Блокчейн
Последние достижения и применение протокола согласования блокчейн
Технология Блокчейн как децентрализованная распределенная бухгалтерская система обеспечивает целостность и согласованность данных через механизм Соглашения. Механизм Соглашения является ключевым элементом системы Блокчейн, его производительность напрямую влияет на масштабируемость и безопасность Блокчейна. Асинхронный алгоритм толерантности к ошибкам византийского типа (BFT) имеет уникальные преимущества в отношении сетевых задержек и частичного выхода узлов из строя, что делает его предметом активных исследований.
В данной статье рассматривается текущее состояние развития протоколов согласования Блокчейн, с акцентом на последние достижения протокола асинхронного византийского устойчивого состояния машины репликации (BFT SMR). В настоящее время sMVBA стал самым быстрым асинхронным MVBA протоколом с ожидаемой задержкой 10δ. В статье также предложены два новых проектирования протоколов, а именно 2PAC (2-фазное асинхронное согласование) и сверхбыстрая конвейерная блокировка, демонстрирующие значительное улучшение в отношении пропускной способности и задержки.
Модель и определения
В асинхронной модели BFT система состоит из n = 3f + 1 процессов, где f процессов могут быть злонамеренно повреждены противником. Эти процессы взаимодействуют друг с другом через асинхронные каналы, задержка передачи сообщений контролируется противником. Каждый процесс имеет пару открытых и закрытых ключей для подписи и проверки, что обеспечивает подлинность и целостность сообщений.
Блокчейн Соглашение
Протокол согласия Блокчейна предназначен для обеспечения согласия всех честных узлов относительно состояния Блокчейна. Каждый узел постоянно получает новые транзакции и упаковывает их в Блоки, обеспечивая согласие по этим Блокам на всех честных узлах через протокол согласия. Протокол согласия Блокчейна должен соответствовать нескольким основным требованиям:
Текущие проблемы асинхронного соглашения Протокола
В настоящее время существуют различные виды атак на быстрое асинхронное соглашение, которые могут нарушить его согласованность и активность. Например, атаки, вызванные отсутствием проверки аутентификации, атаки, использующие стратегии повышения для препятствования активности, а также атаки на согласованность, вызванные ослаблением определения аутентификации лидера. Несмотря на введение некоторых новых механизмов, таких как параллельный запуск нескольких экземпляров, эти проблемы все еще не решены полностью.
Новый протокол: 2PAC (2-этапное асинхронное соглашение)
На основе анализа существующих протоколов исследователи предложили протокол 2PAC. Этот протокол значительно улучшает производительность за счет упрощения и оптимизации процесса согласования. В частности, он включает два варианта:
2PAClean:
2PACBIG:
Супербыстрая конвейерная Блок
Исследователи предложили новый дизайн конвейерных блоков, который значительно уменьшает задержку конвейерных блоков. Внедрив механизм быстрого пути, время принятия решений для конвейерных блоков под справедливым планировщиком оказывается даже меньше, чем для не конвейерных блоков. Этот механизм гарантирует задержку быстрого пути во всех исполнениях и не подвержен влиянию поведения сбойных процессов.
Результаты квантования
Согласно теоретическому анализу и практическим испытаниям, ожидаемая задержка 2PAClean в наихудшем случае составляет 9.5δ, а в хорошем случае (без сбоев и полу-справедливый планировщик) — 6δ. В то же время, ожидаемая задержка sMVBA составляет 10δ, а в хорошем случае — 6δ. 2PAClean уменьшает задержку в наихудшем случае на 0.5δ при сохранении такой же задержки в хорошем случае. Кроме того, производительность 2PAClean по сравнению с цепочечным sMVBA увеличилась на 80% до 100%, что в основном связано с тем, что в новом дизайне избегаются ненужные потери блоков и вычислительные накладные расходы.
2PACBIG как протокол с сложностью сообщения O(n³), имеет время выполнения одного MVBA 4δ, что быстрее, чем у всех существующих протоколов. Кроме того, сверхбыстрая конвейерная блокировка позволяет s2PAClean и s2PACBIG достигать времени принятия решений по конвейерным блокам в 4δ и 3δ соответственно, что дополнительно повышает производительность протокола.
Расчетная оценка
Чтобы проверить производительность нового протокола, исследователи провели широкие вычислительные оценки. Результаты показали, что 2PAClean и 2PACBIG демонстрируют отличную производительность при различных сетевых условиях, особенно в средах с высокой задержкой и высокой частотой сбоев. 2PAClean обеспечивает хороший баланс между задержкой передачи сообщений и вычислительной сложностью, тогда как 2PACBIG достигает меньшей задержки благодаря параллелизации и оптимизации процесса голосования.
С развитием технологий Блокчейн асинхронный протокол Соглашения BFT будет играть все более важную роль в обеспечении безопасности и повышении производительности. Дизайн 2PAC и сверхбыстрой конвейерной Блокировки демонстрирует направление развития будущих протоколов Соглашения Блокчейн, а именно через упрощение структуры протокола и оптимизацию процесса Соглашения для достижения более высокой пропускной способности и более низкой задержки.
Будущие направления исследований
В данной статье подробно анализируются преимущества и недостатки современных асинхронных блокчейн-соглашений и предлагаются два новых проектирования протоколов: 2PAC и сверхбыстрая конвейерная блокировка. Новые разработки демонстрируют значительные преимущества в увеличении пропускной способности и снижении задержки, предоставляя важные рекомендации для будущего развития технологий блокчейн. Эти новые протоколы не только теоретически подтверждают свое превосходство, но и демонстрируют выдающиеся результаты в практическом тестировании, предлагая новые идеи для достижения эффективных и безопасных блокчейн-соглашений.
Благодаря постоянным исследованиям и оптимизации, Блокчейн-технология будет играть всё более важную роль в будущем цифровой экономики, а новое поколение Соглашений Протокола предоставит прочную основу для развития этой технологии.