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 distribuido descentralizado, tiene su núcleo en el mecanismo de consenso. El rendimiento del mecanismo de consenso afecta directamente la escalabilidad y la seguridad del sistema de cadena de bloques. Este informe se centra en los últimos desarrollos del protocolo de replicación de máquinas de estado tolerantes a fallos bizantinos asíncronos (BFT SMR), explorando en profundidad los protocolos asíncronos más rápidos actuales y los problemas que existen, y propone dos diseños de protocolo innovadores.
Resumen del modelo BFT asíncrono
En el modelo BFT asíncrono, el sistema consta de 3f + 1 procesos, de los cuales f pueden ser comprometidos maliciosamente. Los procesos se comunican a través de canales asíncronos, y el retraso en la transmisión de mensajes es impredecible. Cada proceso tiene un par de claves públicas y privadas para garantizar la autenticidad e integridad de los mensajes.
Requisitos centrales del protocolo de consenso de la cadena de bloques
Actividad: Asegurar que exista una cadena de bloques decidida de longitud infinita en ejecución infinita.
Consistencia: Cualquiera de las dos cadenas de bloques decididas, una debe ser un prefijo de la otra.
Calidad: Se ha decidido que en la cadena de bloques, la proporción de transacciones ingresadas por nodos honestos alcance el umbral preestablecido.
Desafíos del protocolo de consenso asíncrono actual
Actualmente, el protocolo sMVBA se convierte en el protocolo MVBA asíncrono más rápido con un retraso esperado de 10δ. El protocolo 2-chain VABA, que anteriormente se consideraba el más rápido (con un retraso esperado de 9.5δ), ha sido encontrado con múltiples vulnerabilidades de seguridad, incluyendo la falta de controles de autenticación, la explotación de estrategias de elevación que obstaculizan la actividad, y problemas de consistencia derivados de la relajación de la definición de autenticación del líder.
Diseño de protocolo innovador
1. 2PAC (consenso asíncrono de 2 etapas)
El protocolo 2PAC mejora significativamente el rendimiento al simplificar y optimizar el proceso de consenso. Incluye dos variantes:
2PAClean: logró más del 90% de mejora en el rendimiento, con una latencia esperada de 9.5δ y una complejidad de mensajes de O(n²).
2PACBIG: Actualmente, la complejidad de los mensajes es de O(n³), el protocolo de consenso de cadena de bloques más rápido, con un tiempo de ejecución de una sola MVBA de solo 4δ en condiciones sin fallos.
2. Super rápida línea de bloques
Este nuevo diseño reduce drásticamente la latencia de los bloques en la línea de producción. Al introducir un mecanismo de ruta rápida, bajo un programador justo, el tiempo de decisión de los bloques en la línea de producción podría ser incluso menor que el de los bloques no en línea de producción. Este mecanismo garantiza la latencia de la ruta rápida en todas las ejecuciones, sin verse afectado por procesos fallidos.
Evaluación del rendimiento
El análisis teórico y las pruebas prácticas muestran que:
2PAClean en el peor de los casos se espera un retraso de 9.5δ, y en el mejor de los casos de 6δ.
El rendimiento de 2PAClean es de un 80%-100% superior al de sMVBA en cadena.
El tiempo de ejecución único de MVBA de 2PACBIG es de 4δ, mejor que todos los protocolos existentes.
El diseño de línea de producción ultra rápida permite que s2PAClean y s2PACBIG logren tiempos de decisión de bloque en línea de 4δ y 3δ, respectivamente.
Direcciones futuras de investigación
Simplificar y optimizar aún más la estructura del protocolo, reduciendo la transmisión de mensajes innecesarios y el costo de cálculo.
Analizar en profundidad la seguridad del nuevo protocolo en diversos escenarios de ataque.
Aplicar el nuevo protocolo en un sistema de cadena de bloques real para verificar su rendimiento en un entorno de red real.
Con el continuo desarrollo de la tecnología de la 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 del 2PAC y los bloques de tuberías súper rápidas señala la dirección para el desarrollo de futuros protocolos de consenso de cadena de bloques, es decir, lograr un mayor rendimiento y menor latencia a través de la simplificación de la estructura del protocolo y la optimización del proceso de consenso. Estas innovaciones no solo han demostrado su superioridad en teoría, sino que también han mostrado un rendimiento excepcional en pruebas prácticas, proporcionando nuevas ideas para lograr protocolos de consenso de cadena de bloques eficientes y seguros.
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CryptoCross-TalkClub
· hace20h
No puede ser que haya tontos que entiendan este documento sobre BFT.
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ApeWithNoFear
· hace20h
Esperando a que BFT salve el gas
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Hash_Bandit
· hace20h
bruh me recuerda a esos primeros debates sobre el consenso de eth... mucho más elegante que pow pero aún tiene esos obstáculos de escalado, para ser honesto
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pumpamentalist
· hace20h
Aquí está el mecanismo de consenso.
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OnChain_Detective
· hace20h
hmm el análisis de patrones sugiere posibles preocupaciones de seguridad con los canales asíncronos... marcando esto para revisión, la verdad
Nuevo avance en consenso BFT asíncrono: el protocolo 2PAC lidera la mejora del rendimiento de la cadena de bloques
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 distribuido descentralizado, tiene su núcleo en el mecanismo de consenso. El rendimiento del mecanismo de consenso afecta directamente la escalabilidad y la seguridad del sistema de cadena de bloques. Este informe se centra en los últimos desarrollos del protocolo de replicación de máquinas de estado tolerantes a fallos bizantinos asíncronos (BFT SMR), explorando en profundidad los protocolos asíncronos más rápidos actuales y los problemas que existen, y propone dos diseños de protocolo innovadores.
Resumen del modelo BFT asíncrono
En el modelo BFT asíncrono, el sistema consta de 3f + 1 procesos, de los cuales f pueden ser comprometidos maliciosamente. Los procesos se comunican a través de canales asíncronos, y el retraso en la transmisión de mensajes es impredecible. Cada proceso tiene un par de claves públicas y privadas para garantizar la autenticidad e integridad de los mensajes.
Requisitos centrales del protocolo de consenso de la cadena de bloques
Desafíos del protocolo de consenso asíncrono actual
Actualmente, el protocolo sMVBA se convierte en el protocolo MVBA asíncrono más rápido con un retraso esperado de 10δ. El protocolo 2-chain VABA, que anteriormente se consideraba el más rápido (con un retraso esperado de 9.5δ), ha sido encontrado con múltiples vulnerabilidades de seguridad, incluyendo la falta de controles de autenticación, la explotación de estrategias de elevación que obstaculizan la actividad, y problemas de consistencia derivados de la relajación de la definición de autenticación del líder.
Diseño de protocolo innovador
1. 2PAC (consenso asíncrono de 2 etapas)
El protocolo 2PAC mejora significativamente el rendimiento al simplificar y optimizar el proceso de consenso. Incluye dos variantes:
2. Super rápida línea de bloques
Este nuevo diseño reduce drásticamente la latencia de los bloques en la línea de producción. Al introducir un mecanismo de ruta rápida, bajo un programador justo, el tiempo de decisión de los bloques en la línea de producción podría ser incluso menor que el de los bloques no en línea de producción. Este mecanismo garantiza la latencia de la ruta rápida en todas las ejecuciones, sin verse afectado por procesos fallidos.
Evaluación del rendimiento
El análisis teórico y las pruebas prácticas muestran que:
Direcciones futuras de investigación
Con el continuo desarrollo de la tecnología de la 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 del 2PAC y los bloques de tuberías súper rápidas señala la dirección para el desarrollo de futuros protocolos de consenso de cadena de bloques, es decir, lograr un mayor rendimiento y menor latencia a través de la simplificación de la estructura del protocolo y la optimización del proceso de consenso. Estas innovaciones no solo han demostrado su superioridad en teoría, sino que también han mostrado un rendimiento excepcional en pruebas prácticas, proporcionando nuevas ideas para lograr protocolos de consenso de cadena de bloques eficientes y seguros.