Những tiến triển và ứng dụng mới nhất của giao thức nhận thức chung Blockchain

Công nghệ Blockchain như là cốt lõi của sổ cái phân tán phi tập trung, cơ chế nhận thức chung của nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng mở rộng và tính bảo mật của hệ thống. Bài viết này tập trung vào những tiến bộ mới nhất của giao thức sao chép trạng thái BFT SMR (tolerant Byzantine fault) không đồng bộ, phân tích những thách thức hiện tại mà giao thức đang đối mặt, và giới thiệu hai thiết kế giao thức mới.

Tổng quan về giao thức nhận thức chung bất đồng bộ hiện tại

Hiện tại, sMVBA là giao thức MVBA bất đồng bộ nhanh nhất, với độ trễ dự kiến là 10δ. Giao thức 2-chain VABA từng được coi là nhanh nhất (độ trễ dự kiến 9.5δ) nhưng do tồn tại nhiều lỗ hổng bảo mật, không thể đạt được hiệu suất như đã tuyên bố. Những lỗ hổng này bao gồm thiếu kiểm tra xác thực, việc tận dụng chiến lược nâng cao ảnh hưởng đến tính khả dụng, cũng như các vấn đề về tính nhất quán do nới lỏng định nghĩa xác thực lãnh đạo.

Thiết kế giao thức mới: 2PAC (Nhận thức chung bất đồng bộ giai đoạn 2)

Để giải quyết vấn đề của giao thức hiện tại, các nhà nghiên cứu đã đề xuất giao thức 2PAC, bao gồm hai biến thể:

1. 2PAClean：

   • Tăng tốc độ thông lượng 90%, dự kiến độ trễ 9.5δ
   • Độ phức tạp thông điệp O(n²)
   • Tăng cường hiệu quả bằng cách tối ưu hóa quá trình nhận thức chung

2. 2PACBIG：

   • Hiện tại, giao thức nhận thức chung blockchain có độ phức tạp tin nhắn nhanh nhất O(n³)
   • Thời gian thực hiện MVBA một lần chỉ 4δ trong trường hợp không có lỗi

Siêu nhanh dòng chảy Khối

Các nhà nghiên cứu cũng đã đề xuất một thiết kế khối theo ống dẫn mới, giảm đáng kể độ trễ quyết định. Cơ chế này giới thiệu một lối đi nhanh, cho phép thời gian quyết định của khối theo ống dẫn có thể ngắn hơn so với khối không theo ống dẫn dưới bộ lập lịch công bằng. Thiết kế này đảm bảo độ trễ của lối đi nhanh trong nhiều môi trường thực thi khác nhau, không bị ảnh hưởng bởi các tiến trình gặp sự cố.

Đánh giá hiệu suất

Phân tích lý thuyết và thử nghiệm thực tế cho thấy:

• 2PAClean：trì hoãn dự kiến tồi tệ nhất 9.5δ, tình huống tốt 6δ
• sMVBA：Dự kiến trì hoãn 10δ, tình huống tốt 6δ
• 2PAClean có khả năng xử lý cao hơn 80%-100% so với giao thức sMVBA.
• Thời gian chạy một lần MVBA 2PACBIG là 4δ, tốt hơn tất cả các giao thức hiện có.
• Thời gian quyết định khối dòng chảy của s2PAClean và s2PACBIG lần lượt là 4δ và 3δ

Đánh giá tính toán cho thấy, 2PAClean và 2PACBIG hoạt động xuất sắc trong các điều kiện mạng khác nhau, đặc biệt là trong môi trường có độ trễ cao và tỷ lệ lỗi cao. 2PAClean đạt được sự cân bằng giữa độ trễ truyền tin và độ phức tạp tính toán, trong khi 2PACBIG đạt được độ trễ thấp hơn thông qua việc song song hóa và tối ưu hóa quy trình bỏ phiếu.

Hướng nghiên cứu trong tương lai

1. Giao thức được tối ưu hóa hơn nữa, giảm bớt chi phí truyền tải tin nhắn và tính toán.
2. Phân tích sâu về tính bảo mật của giao thức mới trong các tình huống tấn công khác nhau
3. Áp dụng giao thức mới vào hệ thống Blockchain thực tế, xác thực hiệu suất môi trường mạng thực.

Với sự sâu sắc của nghiên cứu, giao thức nhận thức chung thế hệ mới sẽ cung cấp nền tảng vững chắc hơn cho việc ứng dụng công nghệ Blockchain trong nền kinh tế số. Những đổi mới này không chỉ chứng minh sự ưu việt về lý thuyết mà còn thể hiện hiệu suất xuất sắc trong các thử nghiệm thực tế, mở ra con đường mới cho giao thức nhận thức chung Blockchain hiệu quả và an toàn.