Kemajuan dan Aplikasi Terbaru Protokol Konsensus Blockchain
Teknologi Blockchain sebagai perwakilan dari teknologi buku besar terdistribusi yang terdesentralisasi, inti dari teknologi ini terletak pada mekanisme konsensus. Kinerja mekanisme konsensus secara langsung mempengaruhi skalabilitas dan keamanan sistem blockchain. Dalam beberapa tahun terakhir, mekanisme konsensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) telah menjadi fokus penelitian karena keunggulannya dalam menangani keterlambatan jaringan dan kegagalan sebagian node.
Model dan Definisi
Dalam model BFT asinkron, sistem terdiri dari 3f + 1 proses, di mana f dapat berpotensi dikompromikan secara jahat. Proses berkomunikasi melalui saluran asinkron, di mana keterlambatan pengiriman pesan tidak dapat diprediksi. Setiap proses memiliki pasangan kunci publik dan privat untuk memastikan keaslian dan integritas pesan.
Blockchain Konsensus Diperlukan
Protokol konsensus Blockchain harus memenuhi persyaratan dasar berikut:
Aktivitas: Pastikan ada blockchain yang sudah ditentukan dengan panjang tidak terbatas dalam eksekusi yang tidak terbatas.
Konsistensi: menjamin bahwa dua blok yang telah diputuskan dalam Blockchain, satu pasti merupakan awalan dari yang lain.
Kualitas: Memastikan bahwa proporsi transaksi yang dimasukkan oleh node jujur yang telah ditentukan dalam Blockchain tidak kurang dari ambang batas yang telah ditetapkan.
Tantangan protokol konsensus asinkron saat ini
Saat ini, 2-chain VABA dianggap sebagai protokol konsensus asinkron tercepat, dengan latensi yang diharapkan sebesar 9.5δ. Namun, penelitian menemukan bahwa protokol ini memiliki berbagai kerentanan keamanan yang dapat mengakibatkan konsistensi dan aktivitas terganggu. Masalah ini termasuk pemeriksaan otentikasi yang tidak memadai, strategi peningkatan pemanfaatan yang menghalangi aktivitas, serta definisi otentikasi pemimpin yang terlalu longgar.
Desain protokol baru: 2PAC
Untuk mengatasi masalah pada protokol yang ada, peneliti mengusulkan protokol 2PAC (Konsensus Asinkron Tahap 2). Protokol ini secara signifikan meningkatkan kinerja dengan menyederhanakan dan mengoptimalkan proses konsensus. 2PAC mencakup dua varian:
2PAClean:
Peningkatan throughput 90%, keterlambatan yang diharapkan 9.5δ
Kompleksitas pesan O(n²)
Meningkatkan efisiensi dengan mengurangi interaksi dan perhitungan yang tidak perlu
2PACBIG：
Saat ini, protokol konsensus blockchain tercepat di bawah kompleksitas O(n³)
Waktu operasi MVBA sekali tanpa gangguan hanya 4δ
Jalur Blok Super Cepat
Peneliti juga mengusulkan desain blok pipa baru yang secara signifikan mengurangi latensi blok pipa. Dengan memperkenalkan mekanisme jalur cepat, waktu keputusan blok pipa bahkan mungkin lebih kecil daripada blok non-pipa di bawah penjadwal yang adil. Mekanisme ini dapat menjamin latensi jalur cepat di semua eksekusi dan tidak terpengaruh oleh proses yang gagal.
Evaluasi Kinerja
Analisis teoretis dan pengujian praktis menunjukkan:
2PAClean diharapkan mengalami keterlambatan terburuk 9.5δ, dan keterlambatan baik 6δ
2PAClean memiliki throughput 80%-100% lebih tinggi dibandingkan sMVBA berbasis Blockchain
Waktu operasi MVBA 2PACBIG sekali adalah 4δ, yang merupakan yang tercepat saat ini.
Desain jalur cepat super memungkinkan s2PAClean dan s2PACBIG untuk masing-masing mencapai waktu keputusan blok 4δ dan 3δ.
Evaluasi menunjukkan bahwa 2PAClean dan 2PACBIG berkinerja sangat baik di berbagai kondisi jaringan, terutama memiliki keunggulan dalam lingkungan dengan latensi tinggi dan tingkat kegagalan yang tinggi.
Arah Penelitian Masa Depan
Protokol lebih lanjut dioptimalkan untuk mengurangi biaya pengiriman pesan dan perhitungan.
Analisis mendalam tentang keamanan protokol baru di berbagai skenario serangan
Menerapkan protokol baru pada sistem Blockchain yang sebenarnya, untuk memverifikasi kinerja lingkungan jaringan yang nyata
Seiring dengan perkembangan teknologi Blockchain, protokol konsensus BFT asinkron akan memainkan peran yang semakin penting dalam menjamin keamanan dan meningkatkan kinerja. Desain 2PAC dan blok jalur aliran super cepat menunjukkan arah pengembangan protokol konsensus Blockchain di masa depan: dengan menyederhanakan struktur protokol dan mengoptimalkan proses konsensus, mencapai throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah. Inovasi ini memberikan gagasan baru untuk mewujudkan protokol konsensus Blockchain yang efisien dan aman, diharapkan dapat mendorong teknologi Blockchain untuk memainkan peran yang lebih besar dalam ekonomi digital di masa depan.
Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
10 Suka
Hadiah
10
7
Bagikan
Komentar
0/400
NestedFox
· 13jam yang lalu
Bisa bersifat asinkron, tidak harus diubah menjadi bf.
Lihat AsliBalas0
ForkTongue
· 18jam yang lalu
Wah, ada konsensus baru lagi.
Lihat AsliBalas0
SolidityJester
· 19jam yang lalu
Asynchronous BFT sudah memanas lagi?? Hmph
Lihat AsliBalas0
SatoshiSherpa
· 07-26 06:49
Sekali lagi, ini adalah raja kinerja yang mengerjakan BFT.
Lihat AsliBalas0
FloorPriceNightmare
· 07-26 06:46
Lihat BFT lagi, sudah lelah, tidak mengerti.
Lihat AsliBalas0
WhaleSurfer
· 07-26 06:32
Ini lompatan besar dalam performa, bullfrog!
Lihat AsliBalas0
BearMarketMonk
· 07-26 06:24
Aduh, semua konsensus tidak dapat mengalahkan turunnya sifat manusia.
Inovasi protokol 2PAC: Terobosan baru dalam kinerja Konsensus BFT asinkron
Kemajuan dan Aplikasi Terbaru Protokol Konsensus Blockchain
Teknologi Blockchain sebagai perwakilan dari teknologi buku besar terdistribusi yang terdesentralisasi, inti dari teknologi ini terletak pada mekanisme konsensus. Kinerja mekanisme konsensus secara langsung mempengaruhi skalabilitas dan keamanan sistem blockchain. Dalam beberapa tahun terakhir, mekanisme konsensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) telah menjadi fokus penelitian karena keunggulannya dalam menangani keterlambatan jaringan dan kegagalan sebagian node.
Model dan Definisi
Dalam model BFT asinkron, sistem terdiri dari 3f + 1 proses, di mana f dapat berpotensi dikompromikan secara jahat. Proses berkomunikasi melalui saluran asinkron, di mana keterlambatan pengiriman pesan tidak dapat diprediksi. Setiap proses memiliki pasangan kunci publik dan privat untuk memastikan keaslian dan integritas pesan.
Blockchain Konsensus Diperlukan
Protokol konsensus Blockchain harus memenuhi persyaratan dasar berikut:
Tantangan protokol konsensus asinkron saat ini
Saat ini, 2-chain VABA dianggap sebagai protokol konsensus asinkron tercepat, dengan latensi yang diharapkan sebesar 9.5δ. Namun, penelitian menemukan bahwa protokol ini memiliki berbagai kerentanan keamanan yang dapat mengakibatkan konsistensi dan aktivitas terganggu. Masalah ini termasuk pemeriksaan otentikasi yang tidak memadai, strategi peningkatan pemanfaatan yang menghalangi aktivitas, serta definisi otentikasi pemimpin yang terlalu longgar.
Desain protokol baru: 2PAC
Untuk mengatasi masalah pada protokol yang ada, peneliti mengusulkan protokol 2PAC (Konsensus Asinkron Tahap 2). Protokol ini secara signifikan meningkatkan kinerja dengan menyederhanakan dan mengoptimalkan proses konsensus. 2PAC mencakup dua varian:
2PAClean:
2PACBIG：
Jalur Blok Super Cepat
Peneliti juga mengusulkan desain blok pipa baru yang secara signifikan mengurangi latensi blok pipa. Dengan memperkenalkan mekanisme jalur cepat, waktu keputusan blok pipa bahkan mungkin lebih kecil daripada blok non-pipa di bawah penjadwal yang adil. Mekanisme ini dapat menjamin latensi jalur cepat di semua eksekusi dan tidak terpengaruh oleh proses yang gagal.
Evaluasi Kinerja
Analisis teoretis dan pengujian praktis menunjukkan:
Evaluasi menunjukkan bahwa 2PAClean dan 2PACBIG berkinerja sangat baik di berbagai kondisi jaringan, terutama memiliki keunggulan dalam lingkungan dengan latensi tinggi dan tingkat kegagalan yang tinggi.
Arah Penelitian Masa Depan
Seiring dengan perkembangan teknologi Blockchain, protokol konsensus BFT asinkron akan memainkan peran yang semakin penting dalam menjamin keamanan dan meningkatkan kinerja. Desain 2PAC dan blok jalur aliran super cepat menunjukkan arah pengembangan protokol konsensus Blockchain di masa depan: dengan menyederhanakan struktur protokol dan mengoptimalkan proses konsensus, mencapai throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah. Inovasi ini memberikan gagasan baru untuk mewujudkan protokol konsensus Blockchain yang efisien dan aman, diharapkan dapat mendorong teknologi Blockchain untuk memainkan peran yang lebih besar dalam ekonomi digital di masa depan.