دراسة بروتوكول الإجماع على البلوكتشين: التقدم الجديد في BFT غير المتزامن
تعتبر تقنية البلوكتشين كتقنية دفتر حسابات موزعة غير مركزية، حيث تكمن جوهرها في بروتوكول الإجماع. يؤثر أداء بروتوكول الإجماع بشكل مباشر على قابلية توسيع البلوكتشين وأمانه. في الآونة الأخيرة، أصبح بروتوكول الإجماع BFT (تحمل الأخطاء البازنتينية غير المتزامنة) نقطة بحث ساخنة نظرًا لميزاته في مواجهة تأخيرات الشبكة وأعطال العقد.
تستكشف هذه الدراسة التطورات الأخيرة في بروتوكولات الإجماع على البلوكتشين، مع التركيز على تحليل تقدم بروتوكول النسخ المتزامن المقاوم للأخطاء البيزنطية غير المتزامن (BFT SMR). حاليًا، يُعتبر sMVBA أسرع بروتوكول MVBA غير متزامن، مع تأخير متوقع يبلغ 10δ. كما تقدم الدراسة تصميمين جديدين للبروتوكول: 2PAC (الإجماع غير المتزامن من مرحلتين) وكتلة خط أنابيب فائق السرعة، حيث تُظهر هذه التصميمات الجديدة تحسينات ملحوظة في السعة والتأخير.
في نموذج BFT غير المتزامن، يتكون النظام من n = 3f + 1 عملية، حيث يمكن أن تتعرض f عملية للتخريب الخبيث. تتواصل العمليات عبر قنوات غير متزامنة، وتأخير رسائل النقل غير قابل للتحكم. تمتلك كل عملية زوج من المفاتيح العامة والخاصة لضمان صحة الرسائل وسلامتها.
الهدف من بروتوكول الإجماع في البلوكتشين هو جعل جميع العقد الصادقة تتوصل إلى توافق بشأن حالة البلوكتشين. يتطلب ذلك تلبية المتطلبات الأساسية مثل الفعالية والاتساق وجودة P. ومع ذلك، فإن أسرع بروتوكول إجماع غير متزامن الحالي 2-chain VABA يعاني من عدة هجمات محتملة تؤثر على اتساقه وفعاليته.
استنادًا إلى تحليل البروتوكولات الحالية، قدم البحث بروتوكول 2PAC، والذي يتضمن نوعين فرعيين هما 2PAClean و 2PACBIG. يحقق 2PAClean أكثر من 90% من معدل النقل وتأخير متوقع يبلغ 9.5δ، وتعقيد الرسالة هو O(n²). 2PACBIG هو أسرع بروتوكول إجماع بلوكتشين حاليًا بتعقيد رسالة يبلغ O(n³)، ووقت تشغيل MVBA لمرة واحدة بدون أخطاء هو فقط 4δ.
بالإضافة إلى ذلك، اقترحت الدراسات تصميم كتلة خط أنابيب فائق السرعة، مما يقلل بشكل كبير من تأخير كتلة الخط الأنابيب. تحت جدولة عادلة، قد تكون مدة اتخاذ القرار لكتلة الخط الأنابيب أقل حتى من كتلة غير خط الأنابيب.
من خلال التحليل النظري والاختبارات العملية، فإن التأخير المتوقع في أسوأ الحالات لـ 2PAClean هو 9.5δ، وفي الحالات الجيدة 6δ. بالمقارنة، فإن التأخير المتوقع لـ sMVBA هو 10δ، وفي الحالات الجيدة 6δ. إن معدل نقل البيانات لـ 2PAClean أعلى بنسبة 80% إلى 100% من sMVBA القائم على السلسلة. وقت تشغيل MVBA لمرة واحدة لـ 2PACBIG هو 4δ، وهو أسرع من البروتوكولات الحالية. تصميم الكتل السريعة للغاية يحقق أوقات اتخاذ القرار للكتل المتسلسلة لـ s2PAClean و s2PACBIG بمعدل 4δ و 3δ على التوالي.
تظهر تقييمات الحساب أن 2PAClean و 2PACBIG يقدمان أداءً ممتازاً في ظروف الشبكة المختلفة، وخاصة في بيئات ذات تأخير مرتفع ومعدل فشل مرتفع. يحقق 2PAClean توازناً جيداً بين تأخير الرسائل وتعقيد الحساب، بينما يحقق 2PACBIG تأخيراً أقل من خلال التوازي وتحسين عملية التصويت.
تشمل اتجاهات البحث المستقبلية: تحسين هيكل البروتوكول بشكل أكبر، وتقليل تكلفة نقل الرسائل والحساب؛ تحليل أعمق لأمان البروتوكول الجديد في مختلف سيناريوهات الهجوم؛ تطبيق البروتوكول الجديد على أنظمة البلوكتشين الفعلية، والتحقق من أدائه في بيئات الشبكات الحقيقية.
تصمم هذه البروتوكولات الجديدة لتوفير أفكار جديدة لآليات الإجماع على البلوكتشين بشكل فعال وآمن، ومن المتوقع أن تدفع بتقنية البلوكتشين لتلعب دوراً أكثر أهمية في الاقتصاد الرقمي المستقبلي. مع تعمق الأبحاث واستمرار التحسين، ستضع بروتوكولات الإجماع من الجيل الجديد أساساً متيناً لتطوير تقنية البلوكتشين.
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 11
أعجبني
11
5
إعادة النشر
مشاركة
تعليق
0/400
DuckFluff
· منذ 4 س
مرة أخرى يتحدثون عن تحسين الأداء
شاهد النسخة الأصليةرد0
Ser_This_Is_A_Casino
· 08-10 06:17
مرة أخرى يتم إعادة تسخين الطعام البارد
شاهد النسخة الأصليةرد0
HashRateHermit
· 08-10 06:08
هل ستحقق مكاسب مع البلوكتشين الرفيع؟ دعونا نبدأ الـ bft!
شاهد النسخة الأصليةرد0
SchroedingersFrontrun
· 08-10 06:02
هذه البفتي لا تزال لذيذة للغاية
شاهد النسخة الأصليةرد0
SatoshiChallenger
· 08-10 05:54
مرة أخرى، تم الإعلان عن بروتوكول جديد لتحسين الأداء، أين كانت القابلية للتوسع في نفس الادعاء في المرة السابقة؟
بروتوكول BFT غير المتزامن الجديد يعزز أداء إجماع البلوكتشين
دراسة بروتوكول الإجماع على البلوكتشين: التقدم الجديد في BFT غير المتزامن
تعتبر تقنية البلوكتشين كتقنية دفتر حسابات موزعة غير مركزية، حيث تكمن جوهرها في بروتوكول الإجماع. يؤثر أداء بروتوكول الإجماع بشكل مباشر على قابلية توسيع البلوكتشين وأمانه. في الآونة الأخيرة، أصبح بروتوكول الإجماع BFT (تحمل الأخطاء البازنتينية غير المتزامنة) نقطة بحث ساخنة نظرًا لميزاته في مواجهة تأخيرات الشبكة وأعطال العقد.
تستكشف هذه الدراسة التطورات الأخيرة في بروتوكولات الإجماع على البلوكتشين، مع التركيز على تحليل تقدم بروتوكول النسخ المتزامن المقاوم للأخطاء البيزنطية غير المتزامن (BFT SMR). حاليًا، يُعتبر sMVBA أسرع بروتوكول MVBA غير متزامن، مع تأخير متوقع يبلغ 10δ. كما تقدم الدراسة تصميمين جديدين للبروتوكول: 2PAC (الإجماع غير المتزامن من مرحلتين) وكتلة خط أنابيب فائق السرعة، حيث تُظهر هذه التصميمات الجديدة تحسينات ملحوظة في السعة والتأخير.
في نموذج BFT غير المتزامن، يتكون النظام من n = 3f + 1 عملية، حيث يمكن أن تتعرض f عملية للتخريب الخبيث. تتواصل العمليات عبر قنوات غير متزامنة، وتأخير رسائل النقل غير قابل للتحكم. تمتلك كل عملية زوج من المفاتيح العامة والخاصة لضمان صحة الرسائل وسلامتها.
الهدف من بروتوكول الإجماع في البلوكتشين هو جعل جميع العقد الصادقة تتوصل إلى توافق بشأن حالة البلوكتشين. يتطلب ذلك تلبية المتطلبات الأساسية مثل الفعالية والاتساق وجودة P. ومع ذلك، فإن أسرع بروتوكول إجماع غير متزامن الحالي 2-chain VABA يعاني من عدة هجمات محتملة تؤثر على اتساقه وفعاليته.
استنادًا إلى تحليل البروتوكولات الحالية، قدم البحث بروتوكول 2PAC، والذي يتضمن نوعين فرعيين هما 2PAClean و 2PACBIG. يحقق 2PAClean أكثر من 90% من معدل النقل وتأخير متوقع يبلغ 9.5δ، وتعقيد الرسالة هو O(n²). 2PACBIG هو أسرع بروتوكول إجماع بلوكتشين حاليًا بتعقيد رسالة يبلغ O(n³)، ووقت تشغيل MVBA لمرة واحدة بدون أخطاء هو فقط 4δ.
بالإضافة إلى ذلك، اقترحت الدراسات تصميم كتلة خط أنابيب فائق السرعة، مما يقلل بشكل كبير من تأخير كتلة الخط الأنابيب. تحت جدولة عادلة، قد تكون مدة اتخاذ القرار لكتلة الخط الأنابيب أقل حتى من كتلة غير خط الأنابيب.
من خلال التحليل النظري والاختبارات العملية، فإن التأخير المتوقع في أسوأ الحالات لـ 2PAClean هو 9.5δ، وفي الحالات الجيدة 6δ. بالمقارنة، فإن التأخير المتوقع لـ sMVBA هو 10δ، وفي الحالات الجيدة 6δ. إن معدل نقل البيانات لـ 2PAClean أعلى بنسبة 80% إلى 100% من sMVBA القائم على السلسلة. وقت تشغيل MVBA لمرة واحدة لـ 2PACBIG هو 4δ، وهو أسرع من البروتوكولات الحالية. تصميم الكتل السريعة للغاية يحقق أوقات اتخاذ القرار للكتل المتسلسلة لـ s2PAClean و s2PACBIG بمعدل 4δ و 3δ على التوالي.
تظهر تقييمات الحساب أن 2PAClean و 2PACBIG يقدمان أداءً ممتازاً في ظروف الشبكة المختلفة، وخاصة في بيئات ذات تأخير مرتفع ومعدل فشل مرتفع. يحقق 2PAClean توازناً جيداً بين تأخير الرسائل وتعقيد الحساب، بينما يحقق 2PACBIG تأخيراً أقل من خلال التوازي وتحسين عملية التصويت.
تشمل اتجاهات البحث المستقبلية: تحسين هيكل البروتوكول بشكل أكبر، وتقليل تكلفة نقل الرسائل والحساب؛ تحليل أعمق لأمان البروتوكول الجديد في مختلف سيناريوهات الهجوم؛ تطبيق البروتوكول الجديد على أنظمة البلوكتشين الفعلية، والتحقق من أدائه في بيئات الشبكات الحقيقية.
تصمم هذه البروتوكولات الجديدة لتوفير أفكار جديدة لآليات الإجماع على البلوكتشين بشكل فعال وآمن، ومن المتوقع أن تدفع بتقنية البلوكتشين لتلعب دوراً أكثر أهمية في الاقتصاد الرقمي المستقبلي. مع تعمق الأبحاث واستمرار التحسين، ستضع بروتوكولات الإجماع من الجيل الجديد أساساً متيناً لتطوير تقنية البلوكتشين.