Последние достижения и применение протокола согласования Блокчейн

Блокчейн технология как ядро децентрализованной распределенной книги, ее соглашение механизм непосредственно влияет на масштабируемость и безопасность системы. В этой статье основное внимание уделяется последним достижениям протокола асинхронного византийского отказоустойчивого состояния машины репликации (BFT SMR), анализируются текущие вызовы, с которыми сталкиваются протоколы, и представлены два новых проектирования протокола.

Текущая информация о асинхронном соглашении

В настоящее время sMVBA является самым быстрым асинхронным протоколом MVBA с ожидаемой задержкой в 10δ. Ранее считавшийся самым быстрым протокол 2-chain VABA (ожидаемая задержка 9.5δ) не смог достичь заявленной производительности из-за множества уязвимостей в безопасности. К этим уязвимостям относятся отсутствие проверок аутентификации, использование стратегий повышения для влияния на активность, а также проблемы согласованности, возникшие из-за ослабления определения аутентификации лидера.

Новый протокол: 2PAC (2-этапное асинхронное соглашение)

Чтобы решить проблемы существующего Протокола, исследователи предложили Протокол 2PAC, который включает два варианта:

1. 2PAClean:

   • Увеличение пропускной способности на 90%, ожидаемая задержка 9.5δ
   • Сложность сообщения O(n²)
   • Повышение эффективности за счет оптимизации процесса Соглашения

2. 2PACBIG:

   • В настоящее время самый быстрый O(n³) сложность сообщений Блокчейн Соглашение Протокол
   • Время одного запуска MVBA без сбоев составляет всего 4δ

Супербыстрая конвейерная Блок

Исследователи также предложили новый дизайн конвейерных блоков, который значительно снижает задержку принятия решений. Этот механизм вводит быстрый путь, благодаря которому время принятия решения конвейерных блоков может быть короче, чем у неконвейерных блоков, при использовании справедливого планировщика. Этот дизайн обеспечивает задержку быстрого пути в различных средах выполнения, не подверженную влиянию сбойных процессов.

Оценка производительности

Теоретический анализ и практическое тестирование показывают:

• 2PAClean: Ожидаемая задержка в худшем случае 9.5δ, в хорошем случае 6δ
• sMVBA: ожидаемая задержка 10δ, хороший случай 6δ
• 2PAClean пропускная способность выше на 80%-100% по сравнению с цепочечным sMVBA
• Время выполнения однократного MVBA 2PACBIG составляет 4δ, что лучше, чем у всех существующих Протоколов.
• Времена принятия решений по блокам в конвейерах s2PAClean и s2PACBIG составляют соответственно 4δ и 3δ

Расчеты показывают, что 2PAClean и 2PACBIG демонстрируют отличные результаты при различных сетевых условиях, особенно в средах с высокой задержкой и высокой частотой сбоев. 2PAClean достигает баланса между задержкой передачи сообщений и вычислительной сложностью, в то время как 2PACBIG достигает более низкой задержки за счет параллелизации и оптимизации процесса голосования.

Будущие направления исследований

1. Протокол дополнительно оптимизирован для снижения нагрузки на обмен сообщениями и вычисления
2. Глубокий анализ безопасности нового протокола в различных сценариях атак
3. Применение нового протокола к реальным Блокчейн системам для проверки производительности в реальных сетевых условиях

С углублением исследований новое поколение соглашений протоколов обеспечит более прочную основу для применения технологий Блокчейн в цифровой экономике. Эти инновации не только теоретически доказали свое превосходство, но и продемонстрировали выдающуюся производительность в практических испытаниях, открывая новые пути для эффективных и безопасных соглашений Блокчейн.