Últimos avances y aplicaciones del protocolo de consenso de la cadena de bloques
La tecnología de cadena de bloques, como representante de la tecnología de libro mayor descentralizado y distribuido, tiene su núcleo en el mecanismo de consenso. El rendimiento del mecanismo de consenso afecta directamente la escalabilidad y seguridad del sistema de cadena de bloques. En los últimos años, el mecanismo de consenso de tolerancia a fallos bizantinos asíncronos (BFT) se ha convertido en un foco de investigación debido a sus ventajas en el manejo de la latencia de red y la falla de nodos parciales.
Modelos y definiciones
En el modelo BFT asíncrono, el sistema está compuesto por 3f + 1 procesos, de los cuales f pueden ser maliciosamente comprometidos. Los procesos se comunican a través de canales asíncronos, donde la latencia de los mensajes es impredecible. Cada proceso tiene un par de claves públicas y privadas para garantizar la autenticidad y la integridad de los mensajes.
Requisitos de consenso de la cadena de bloques
El protocolo de consenso de la cadena de bloques debe cumplir con los siguientes requisitos básicos:
Actividad: Asegurar que exista una cadena de bloques decidida de longitud infinita en ejecución infinita.
Consistencia: garantizar que, en cualquier cadena de bloques decidida, una cadena debe ser un prefijo de la otra.
Calidad: garantizar que la proporción de transacciones de los nodos honestos ingresadas en la Cadena de bloques no sea inferior al umbral preestablecido.
Desafíos actuales del protocolo de consenso asíncrono
Actualmente, el VABA de 2-chain se considera el protocolo de consenso asíncrono más rápido, con una latencia esperada de 9.5δ. Sin embargo, la investigación ha encontrado varias vulnerabilidades de seguridad en este protocolo, que pueden comprometer la consistencia y la actividad. Estos problemas incluyen una verificación de autenticación insuficiente, estrategias de aprovechamiento que obstaculizan la actividad y definiciones de autenticación de líderes demasiado laxas.
Nuevo diseño de protocolo: 2PAC
Para resolver los problemas del protocolo existente, los investigadores propusieron el protocolo 2PAC (consenso asíncrono en 2 etapas). Este protocolo mejora significativamente el rendimiento al simplificar y optimizar el proceso de consenso. 2PAC incluye dos variantes:
2PAClean:
Aumento del rendimiento del 90%, retraso esperado de 9.5δ
Complejidad del mensaje O(n²)
Aumentar la eficiencia al reducir interacciones y cálculos innecesarios
2PACBIG：
El protocolo de consenso de cadena de bloques más rápido bajo la complejidad de O(n³) actualmente.
En condiciones de funcionamiento sin fallos, el tiempo de ejecución de una sola MVBA es de solo 4δ
Super rápido flujo de bloques
Los investigadores también han propuesto un nuevo diseño de bloque en línea, que reduce significativamente la latencia del bloque en línea. Al introducir un mecanismo de ruta rápida, bajo un planificador justo, el tiempo de decisión del bloque en línea podría ser incluso menor que el de un bloque no en línea. Este mecanismo garantiza la latencia de la ruta rápida en todas las ejecuciones y no se ve afectado por procesos fallidos.
Evaluación del rendimiento
El análisis teórico y las pruebas prácticas indican:
2PAClean la peor expectativa de retraso es de 9.5δ, la buena situación es de 6δ
2PAClean tiene un rendimiento 80%-100% superior al sMVBA en cadena.
2PACBIG el tiempo de ejecución de una sola MVBA es de 4δ, lo que lo convierte en el más rápido hasta ahora.
El diseño de línea de producción ultra rápido permite que s2PAClean y s2PACBIG logren tiempos de decisión de bloque de 4δ y 3δ respectivamente.
La evaluación de cálculo muestra que 2PAClean y 2PACBIG tienen un rendimiento excelente en diversas condiciones de red, especialmente en entornos de alta latencia y alta tasa de fallos.
Direcciones de investigación futuras
El protocolo se optimiza aún más, reduciendo el gasto en la transmisión de mensajes y cálculos.
Análisis profundo de la seguridad del nuevo protocolo en varios escenarios de ataque
Aplicar el nuevo protocolo al sistema de cadena de bloques real, verificando el rendimiento en un entorno de red real.
Con el continuo desarrollo de la tecnología de cadena de bloques, el protocolo de consenso BFT asíncrono jugará un papel cada vez más importante en la garantía de la seguridad y la mejora del rendimiento. El diseño de 2PAC y bloques de tuberías ultra rápidas muestra la dirección del desarrollo futuro de los protocolos de consenso de cadena de bloques: mediante la simplificación de la estructura del protocolo y la optimización del proceso de consenso, se logra un mayor rendimiento y una menor latencia. Estas innovaciones ofrecen nuevas ideas para lograr protocolos de consenso de cadena de bloques eficientes y seguros, y se espera que impulsen un mayor papel de la tecnología de cadena de bloques en la futura economía digital.
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NestedFox
· hace14h
Puede ser asíncrono, no necesariamente tiene que cambiar a bf.
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ForkTongue
· hace19h
Tsk tsk, ya han creado un nuevo Consenso.
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SolidityJester
· hace20h
¿Asincrónico BFT está de moda otra vez?? Hmph
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SatoshiSherpa
· 07-26 06:49
Otra vez es el rey del rendimiento de BFT.
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FloorPriceNightmare
· 07-26 06:46
Otra vez veo BFT. Estoy cansado de verlo, no lo entiendo.
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WhaleSurfer
· 07-26 06:32
¡Este gran salto en el rendimiento, alcista!
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BearMarketMonk
· 07-26 06:24
Ay, todo el consenso no puede rivalizar con la caída a cero de la naturaleza humana.
Innovación del protocolo 2PAC: nuevo avance en el rendimiento del consenso BFT asíncrono
Últimos avances y aplicaciones del protocolo de consenso de la cadena de bloques
La tecnología de cadena de bloques, como representante de la tecnología de libro mayor descentralizado y distribuido, tiene su núcleo en el mecanismo de consenso. El rendimiento del mecanismo de consenso afecta directamente la escalabilidad y seguridad del sistema de cadena de bloques. En los últimos años, el mecanismo de consenso de tolerancia a fallos bizantinos asíncronos (BFT) se ha convertido en un foco de investigación debido a sus ventajas en el manejo de la latencia de red y la falla de nodos parciales.
Modelos y definiciones
En el modelo BFT asíncrono, el sistema está compuesto por 3f + 1 procesos, de los cuales f pueden ser maliciosamente comprometidos. Los procesos se comunican a través de canales asíncronos, donde la latencia de los mensajes es impredecible. Cada proceso tiene un par de claves públicas y privadas para garantizar la autenticidad y la integridad de los mensajes.
Requisitos de consenso de la cadena de bloques
El protocolo de consenso de la cadena de bloques debe cumplir con los siguientes requisitos básicos:
Desafíos actuales del protocolo de consenso asíncrono
Actualmente, el VABA de 2-chain se considera el protocolo de consenso asíncrono más rápido, con una latencia esperada de 9.5δ. Sin embargo, la investigación ha encontrado varias vulnerabilidades de seguridad en este protocolo, que pueden comprometer la consistencia y la actividad. Estos problemas incluyen una verificación de autenticación insuficiente, estrategias de aprovechamiento que obstaculizan la actividad y definiciones de autenticación de líderes demasiado laxas.
Nuevo diseño de protocolo: 2PAC
Para resolver los problemas del protocolo existente, los investigadores propusieron el protocolo 2PAC (consenso asíncrono en 2 etapas). Este protocolo mejora significativamente el rendimiento al simplificar y optimizar el proceso de consenso. 2PAC incluye dos variantes:
2PAClean:
2PACBIG：
Super rápido flujo de bloques
Los investigadores también han propuesto un nuevo diseño de bloque en línea, que reduce significativamente la latencia del bloque en línea. Al introducir un mecanismo de ruta rápida, bajo un planificador justo, el tiempo de decisión del bloque en línea podría ser incluso menor que el de un bloque no en línea. Este mecanismo garantiza la latencia de la ruta rápida en todas las ejecuciones y no se ve afectado por procesos fallidos.
Evaluación del rendimiento
El análisis teórico y las pruebas prácticas indican:
La evaluación de cálculo muestra que 2PAClean y 2PACBIG tienen un rendimiento excelente en diversas condiciones de red, especialmente en entornos de alta latencia y alta tasa de fallos.
Direcciones de investigación futuras
Con el continuo desarrollo de la tecnología de cadena de bloques, el protocolo de consenso BFT asíncrono jugará un papel cada vez más importante en la garantía de la seguridad y la mejora del rendimiento. El diseño de 2PAC y bloques de tuberías ultra rápidas muestra la dirección del desarrollo futuro de los protocolos de consenso de cadena de bloques: mediante la simplificación de la estructura del protocolo y la optimización del proceso de consenso, se logra un mayor rendimiento y una menor latencia. Estas innovaciones ofrecen nuevas ideas para lograr protocolos de consenso de cadena de bloques eficientes y seguros, y se espera que impulsen un mayor papel de la tecnología de cadena de bloques en la futura economía digital.