Nghiên cứu giao thức nhận thức chung Blockchain: Tiến triển mới của BFT bất đồng bộ
Công nghệ Blockchain như một công nghệ sổ cái phân tán phi tập trung, cốt lõi của nó là cơ chế nhận thức chung. Hiệu suất của cơ chế nhận thức chung ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng mở rộng và tính bảo mật của Blockchain. Gần đây, cơ chế nhận thức chung BFT (tolerant Byzantine fault) đã trở thành điểm nóng nghiên cứu do lợi thế của nó trong việc đối phó với độ trễ mạng và sự cố nút.
Nghiên cứu này khám phá những phát triển mới nhất của giao thức nhận thức chung blockchain, tập trung phân tích tiến triển của giao thức BFT SMR (replication state machine Byzantine fault tolerant). Hiện tại, sMVBA là giao thức MVBA bất đồng bộ nhanh nhất với độ trễ dự kiến là 10δ. Nghiên cứu cũng đưa ra hai thiết kế giao thức mới: 2PAC (giao thức nhận thức bất đồng bộ 2 giai đoạn) và khối siêu nhanh, những thiết kế mới này thể hiện cải tiến đáng kể về thông lượng và độ trễ.
Trong mô hình BFT bất đồng bộ, hệ thống bao gồm n = 3f + 1 quá trình, trong đó f quá trình có thể bị phá hoại ác ý. Các quá trình giao tiếp với nhau qua các kênh bất đồng bộ, độ trễ truyền tin không thể kiểm soát. Mỗi quá trình sở hữu một cặp khóa công khai và riêng tư để đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của tin nhắn.
Mục tiêu của giao thức nhận thức chung Blockchain là để tất cả các nút trung thực đạt được sự đồng thuận về trạng thái của Blockchain. Nó cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản như tính năng, tính nhất quán và chất lượng P. Tuy nhiên, giao thức nhận thức chung bất đồng bộ nhanh nhất hiện tại, 2-chain VABA, tồn tại nhiều cuộc tấn công tiềm năng, ảnh hưởng đến tính nhất quán và tính năng của nó.
Dựa trên phân tích các giao thức hiện có, nghiên cứu đã đề xuất giao thức 2PAC, bao gồm hai biến thể là 2PAClean và 2PACBIG. 2PAClean đạt được throughput trên 90% và độ trễ kỳ vọng là 9.5δ, độ phức tạp tin nhắn là O(n²). 2PACBIG là giao thức nhận thức chung blockchain nhanh nhất hiện nay với độ phức tạp tin nhắn là O(n³), thời gian chạy MVBA một lần chỉ là 4δ khi không có lỗi.
Ngoài ra, nghiên cứu còn đưa ra thiết kế khối ống siêu tốc, giảm đáng kể độ trễ của khối ống. Dưới trình lập lịch công bằng, thời gian quyết định của khối ống thậm chí có thể nhỏ hơn khối không ống.
Thông qua phân tích lý thuyết và thử nghiệm thực tế, độ trễ kỳ vọng tồi tệ nhất của 2PAClean là 9.5δ, trong khi trong trường hợp tốt là 6δ. So với đó, độ trễ kỳ vọng của sMVBA là 10δ, trong trường hợp tốt là 6δ. Độ thông lượng của 2PAClean cao hơn từ 80% đến 100% so với sMVBA theo chuỗi. Thời gian thực hiện MVBA đơn lần của 2PACBIG là 4δ, nhanh hơn so với các giao thức hiện có. Thiết kế khối đường ống siêu nhanh giúp s2PAClean và s2PACBIG đạt được thời gian quyết định khối đường ống lần lượt là 4δ và 3δ.
Đánh giá tính toán cho thấy, 2PAClean và 2PACBIG hoạt động xuất sắc dưới nhiều điều kiện mạng khác nhau, đặc biệt là trong môi trường độ trễ cao và tỷ lệ lỗi cao. 2PAClean đạt được sự cân bằng tốt giữa độ trễ truyền tin và độ phức tạp tính toán, trong khi 2PACBIG giảm độ trễ thông qua việc song song hóa và tối ưu hóa quy trình bỏ phiếu.
Các hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm: tối ưu hóa cấu trúc giao thức hơn nữa, giảm thiểu chi phí truyền tin và tính toán; phân tích sâu về tính an toàn của giao thức mới trong các tình huống tấn công khác nhau; áp dụng giao thức mới vào hệ thống blockchain thực tế, xác thực hiệu suất của nó trong môi trường mạng thực.
Các giao thức mới này được thiết kế để cung cấp ý tưởng mới cho cơ chế nhận thức chung Blockchain hiệu quả và an toàn, hứa hẹn sẽ thúc đẩy công nghệ Blockchain đóng vai trò quan trọng hơn trong nền kinh tế số trong tương lai. Khi nghiên cứu sâu hơn và tối ưu hóa liên tục, các giao thức nhận thức chung thế hệ mới sẽ đặt nền tảng vững chắc cho sự phát triển của công nghệ Blockchain.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
11 thích
Phần thưởng
11
5
Đăng lại
Chia sẻ
Bình luận
0/400
DuckFluff
· 4giờ trước
Lại đang cổ vũ tối ưu hóa hiệu suất.
Xem bản gốcTrả lời0
Ser_This_Is_A_Casino
· 08-10 06:17
Lại đến lúc hâm nóng món cơm nguội rồi.
Xem bản gốcTrả lời0
HashRateHermit
· 08-10 06:08
Gan Blockchain lại mỏng mà có thu hoạch? BFT làm lên đi!
Xem bản gốcTrả lời0
SchroedingersFrontrun
· 08-10 06:02
bft này vẫn thơm khá đấy
Xem bản gốcTrả lời0
SatoshiChallenger
· 08-10 05:54
Lại thấy giao thức mới thổi phồng hiệu suất, khả năng mở rộng của phát biểu tương tự lần trước ở đâu nhỉ?
Giao thức BFT bất đồng bộ mới nâng cao hiệu suất nhận thức chung của Blockchain
Nghiên cứu giao thức nhận thức chung Blockchain: Tiến triển mới của BFT bất đồng bộ
Công nghệ Blockchain như một công nghệ sổ cái phân tán phi tập trung, cốt lõi của nó là cơ chế nhận thức chung. Hiệu suất của cơ chế nhận thức chung ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng mở rộng và tính bảo mật của Blockchain. Gần đây, cơ chế nhận thức chung BFT (tolerant Byzantine fault) đã trở thành điểm nóng nghiên cứu do lợi thế của nó trong việc đối phó với độ trễ mạng và sự cố nút.
Nghiên cứu này khám phá những phát triển mới nhất của giao thức nhận thức chung blockchain, tập trung phân tích tiến triển của giao thức BFT SMR (replication state machine Byzantine fault tolerant). Hiện tại, sMVBA là giao thức MVBA bất đồng bộ nhanh nhất với độ trễ dự kiến là 10δ. Nghiên cứu cũng đưa ra hai thiết kế giao thức mới: 2PAC (giao thức nhận thức bất đồng bộ 2 giai đoạn) và khối siêu nhanh, những thiết kế mới này thể hiện cải tiến đáng kể về thông lượng và độ trễ.
Trong mô hình BFT bất đồng bộ, hệ thống bao gồm n = 3f + 1 quá trình, trong đó f quá trình có thể bị phá hoại ác ý. Các quá trình giao tiếp với nhau qua các kênh bất đồng bộ, độ trễ truyền tin không thể kiểm soát. Mỗi quá trình sở hữu một cặp khóa công khai và riêng tư để đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của tin nhắn.
Mục tiêu của giao thức nhận thức chung Blockchain là để tất cả các nút trung thực đạt được sự đồng thuận về trạng thái của Blockchain. Nó cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản như tính năng, tính nhất quán và chất lượng P. Tuy nhiên, giao thức nhận thức chung bất đồng bộ nhanh nhất hiện tại, 2-chain VABA, tồn tại nhiều cuộc tấn công tiềm năng, ảnh hưởng đến tính nhất quán và tính năng của nó.
Dựa trên phân tích các giao thức hiện có, nghiên cứu đã đề xuất giao thức 2PAC, bao gồm hai biến thể là 2PAClean và 2PACBIG. 2PAClean đạt được throughput trên 90% và độ trễ kỳ vọng là 9.5δ, độ phức tạp tin nhắn là O(n²). 2PACBIG là giao thức nhận thức chung blockchain nhanh nhất hiện nay với độ phức tạp tin nhắn là O(n³), thời gian chạy MVBA một lần chỉ là 4δ khi không có lỗi.
Ngoài ra, nghiên cứu còn đưa ra thiết kế khối ống siêu tốc, giảm đáng kể độ trễ của khối ống. Dưới trình lập lịch công bằng, thời gian quyết định của khối ống thậm chí có thể nhỏ hơn khối không ống.
Thông qua phân tích lý thuyết và thử nghiệm thực tế, độ trễ kỳ vọng tồi tệ nhất của 2PAClean là 9.5δ, trong khi trong trường hợp tốt là 6δ. So với đó, độ trễ kỳ vọng của sMVBA là 10δ, trong trường hợp tốt là 6δ. Độ thông lượng của 2PAClean cao hơn từ 80% đến 100% so với sMVBA theo chuỗi. Thời gian thực hiện MVBA đơn lần của 2PACBIG là 4δ, nhanh hơn so với các giao thức hiện có. Thiết kế khối đường ống siêu nhanh giúp s2PAClean và s2PACBIG đạt được thời gian quyết định khối đường ống lần lượt là 4δ và 3δ.
Đánh giá tính toán cho thấy, 2PAClean và 2PACBIG hoạt động xuất sắc dưới nhiều điều kiện mạng khác nhau, đặc biệt là trong môi trường độ trễ cao và tỷ lệ lỗi cao. 2PAClean đạt được sự cân bằng tốt giữa độ trễ truyền tin và độ phức tạp tính toán, trong khi 2PACBIG giảm độ trễ thông qua việc song song hóa và tối ưu hóa quy trình bỏ phiếu.
Các hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm: tối ưu hóa cấu trúc giao thức hơn nữa, giảm thiểu chi phí truyền tin và tính toán; phân tích sâu về tính an toàn của giao thức mới trong các tình huống tấn công khác nhau; áp dụng giao thức mới vào hệ thống blockchain thực tế, xác thực hiệu suất của nó trong môi trường mạng thực.
Các giao thức mới này được thiết kế để cung cấp ý tưởng mới cho cơ chế nhận thức chung Blockchain hiệu quả và an toàn, hứa hẹn sẽ thúc đẩy công nghệ Blockchain đóng vai trò quan trọng hơn trong nền kinh tế số trong tương lai. Khi nghiên cứu sâu hơn và tối ưu hóa liên tục, các giao thức nhận thức chung thế hệ mới sẽ đặt nền tảng vững chắc cho sự phát triển của công nghệ Blockchain.