Развитие состояния протоколов согласия в блокчейне и обсуждение нового дизайна

Технология Блокчейн как представитель децентрализованного распределенного реестра, ее основа заключается в Соглашении. В данной статье подробно рассматриваются последние достижения в области протокола асинхронного византийского устойчивого механизма состояния (BFT SMR) и предлагаются два инновационных дизайна протокола.

Текущий обзор асинхронного соглашения по протоколу

В настоящее время протокол sMVBA является самым быстрым асинхронным MVBA протоколом с ожидаемой задержкой 10δ. Несмотря на то, что 2-chain VABA утверждал, что достигнет ожидаемой задержки 9.5δ, его фактическая производительность не смогла реализоваться из-за наличия множества уязвимостей безопасности.

Новый протокол проектирования

1. 2PAC (2-этапное асинхронное соглашение)

На основе глубокого анализа существующих протоколов мы предложили протокол 2PAC, основные варианты которого включают:

• 2PAClean: достигнуто более 90% повышения пропускной способности, ожидаемая задержка составляет 9.5δ, сложность сообщения составляет O(n²).
• 2PACBIG: В настоящее время сложность сообщения составляет O(n³), самый быстрый протокол соглашения Блокчейн, время выполнения одного MVBA при отсутствии сбоев составляет всего 4δ.

2. Супербыстрая конвейерная Блок

Этот инновационный дизайн значительно снижает задержку в потоковых блоках. При справедливом планировщике время принятия решения для потоковых блоков может быть даже меньше, чем для непоточных блоков. Этот механизм гарантирует задержку быстрого пути на протяжении всего процесса выполнения, не подверженную влиянию сбойных процессов.

Оценка производительности

Теоретический анализ и практическое тестирование показывают:

• Ожидаемая задержка 2PAClean в худшем случае составляет 9.5δ, а в хорошем случае - 6δ.
• Время выполнения одного MVBA 2PACBIG составляет 4δ, что лучше всех существующих протоколов.
• Сверхбыстрая конвейерная блок-схема позволяет s2PAClean и s2PACBIG достичь времени принятия решений по конвейерным блокам 4δ и 3δ соответственно.

Результаты оценки показывают, что 2PAClean и 2PACBIG демонстрируют отличные результаты в различных сетевых условиях, особенно в условиях высокой задержки и высокой частоты сбоев. 2PAClean достигает хорошего баланса между задержкой сообщений и вычислительной сложностью, в то время как 2PACBIG достигает более низкой задержки за счет параллелизации и оптимизации процесса голосования.

Будущие направления исследований

1. Оптимизация протокола: дальнейшее упрощение структуры протокола, уменьшение ненужной передачи сообщений и вычислительных затрат.
2. Анализ безопасности: углубленное изучение безопасности нового Протокола в различных сценариях атак.
3. Практическое применение: применение нового протокола в реальных Блокчейн-системах для проверки его работы в реальной сетевой среде.

С развитием технологий Блокчейн, асинхронный BFT протокол согласия будет играть все более важную роль в обеспечении безопасности и повышении производительности. Дизайн 2PAC и сверхбыстрой конвейерной блока указывает направление для будущего развития протоколов согласия Блокчейн: упрощение структуры протокола и оптимизация процесса согласия для достижения более высокой пропускной способности и более низкой задержки.

Эти инновации не только теоретически доказали свое превосходство, но и продемонстрировали выдающуюся производительность в практических испытаниях, предоставив новые идеи для достижения эффективного и безопасного соглашения по протоколу Блокчейн. С углублением исследований и оптимизацией технологий Блокчейн, как ожидается, сыграет более ключевую роль в будущем цифровой экономики, а новое поколение соглашений будет заложить прочный фундамент для развития этой технологии.