Kinerja konsensus blok blockchain asinkron 2PAC berhasil mengatasi batasan.

robot
Pembuatan abstrak sedang berlangsung

Kemajuan dan Aplikasi Terbaru Protokol Konsensus Blockchain

Teknologi Blockchain sebagai teknologi buku besar terdistribusi yang terdesentralisasi, memastikan integritas dan konsistensi data melalui mekanisme konsensus. Mekanisme konsensus adalah inti dari sistem blockchain, kinerjanya secara langsung mempengaruhi skalabilitas dan keamanan blockchain. Mekanisme konsensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) memiliki keunggulan unik dalam menghadapi latensi jaringan dan kegagalan sebagian node, sehingga menjadi fokus penelitian.

Laporan ini membahas tentang perkembangan terkini dari protokol konsensus blockchain, dengan fokus pada analisis kemajuan terbaru dari protokol replikasi mesin status tahan terhadap kesalahan Bizantium asinkron (BFT SMR). Protokol asinkron tercepat saat ini adalah 2-chain VABA, tetapi karena adanya celah, latensi yang diharapkan sebesar 9.5δ tidak dapat tercapai. Oleh karena itu, sMVBA menjadi protokol MVBA asinkron tercepat saat ini, dengan latensi yang diharapkan sebesar 10δ. Laporan ini juga mengusulkan dua desain protokol baru, yaitu 2PAC (Konsensus Asinkron 2 Tahap) dan Blok Pipa Super Cepat, yang menunjukkan perbaikan signifikan dalam throughput dan latensi.

Laporan Penelitian Industri: Kemajuan dan Aplikasi Terbaru Protokol Konsensus Blockchain--Laporan Mendalam Biji Koin

Model dan Definisi

Dalam model BFT asinkron, sistem terdiri dari n = 3f + 1 proses, di mana f proses dapat dirusak secara jahat oleh lawan. Proses-proses ini berkomunikasi satu sama lain melalui saluran asinkron, dan penundaan pengiriman pesan dikendalikan oleh lawan. Setiap proses memiliki sepasang kunci publik dan privat untuk penandatanganan dan verifikasi, memastikan keaslian dan integritas pesan.

Blockchain Konsensus

Protokol konsensus blockchain bertujuan untuk membuat semua node yang jujur mencapai kesepakatan tentang status blockchain. Secara spesifik, setiap node terus menerima transaksi baru dan mengemasnya menjadi blok, memastikan bahwa blok-blok ini mencapai kesepakatan di semua node yang jujur melalui protokol konsensus. Protokol konsensus blockchain perlu memenuhi beberapa persyaratan dasar berikut:

  • Aktivitas: Dalam eksekusi tanpa batas, terdapat satu Blockchain yang telah diputuskan dan memiliki panjang tak terbatas.
  • Konsistensi: Jika ada dua Blockchain yang telah diputuskan, maka salah satunya harus menjadi awalan dari yang lainnya.
  • Kualitas P: Dalam blockchain yang telah ditentukan, proporsi transaksi yang dimasukkan oleh node yang jujur harus setidaknya p.

Tantangan Protokol Konsensus Asinkron Saat Ini

Protokol konsensus asinkron tercepat saat ini adalah 2-chain VABA, dengan latensi yang diharapkan sebesar 9,5δ. Namun, protokol ini memiliki berbagai jenis serangan yang merusak konsistensi dan aktivitasnya. Misalnya, serangan yang disebabkan oleh kurangnya verifikasi otentikasi, serangan yang memanfaatkan strategi peningkatan untuk menghalangi aktivitas, serta serangan konsistensi yang disebabkan oleh pelonggaran definisi otentikasi pemimpin. Meskipun 2-chain VABA memperkenalkan beberapa mekanisme baru, seperti menjalankan beberapa instansi paralel secara bersamaan, masalah ini masih belum terpecahkan sepenuhnya.

Desain Protokol Baru: 2PAC (Konsensus Asinkron Tahap 2)

Berdasarkan analisis terhadap protokol yang ada, peneliti mengusulkan protokol 2PAC. Protokol ini secara signifikan meningkatkan kinerja dengan menyederhanakan dan mengoptimalkan proses konsensus. Secara spesifik mencakup dua varian:

  1. 2PAClean:

    • Mencapai lebih dari 90% throughput dan 9,5δ latensi yang diharapkan, kompleksitas pesan adalah O(n²).
    • Meningkatkan efisiensi protokol dengan menghilangkan interaksi dan biaya komputasi yang tidak perlu.
  2. 2PACBIG:

    • Merupakan protokol konsensus blockchain tercepat dengan kompleksitas pesan saat ini O(n³).
    • Waktu operasi MVBA tunggal tanpa gangguan adalah 4δ, secara signifikan mengurangi latensi.

Jalur Aliran Blok Super Cepat

Peneliti telah mengusulkan desain blok jalur baru yang secara signifikan mengurangi latensi blok jalur. Dengan memperkenalkan mekanisme jalur cepat, waktu keputusan blok jalur bahkan lebih kecil dibandingkan dengan blok non-jalur di bawah penjadwal yang adil. Mekanisme ini dapat menjamin latensi jalur cepat di semua eksekusi dan tidak terpengaruh oleh perilaku proses yang gagal.

Hasil Kuantitatif

Melalui analisis teoretis dan pengujian praktis, perkiraan keterlambatan terburuk 2PAClean adalah 9.5δ, sedangkan dalam kondisi baik (tanpa kegagalan dan penjadwalan setengah adil) adalah 6δ. Sebagai perbandingan, perkiraan keterlambatan sMVBA adalah 10δ, dan dalam kondisi baik adalah 6δ. Oleh karena itu, 2PAClean mengurangi keterlambatan terburuk sebesar 0.5δ sambil mempertahankan keterlambatan dalam kondisi baik yang sama. Selain itu, throughput 2PAClean meningkat 80% hingga 100% dibandingkan dengan sMVBA berbasis rantai, yang terutama disebabkan oleh penghindaran pembuangan blok yang tidak perlu dan pengeluaran komputasi dalam desain baru.

2PACBIG sebagai protokol dengan kompleksitas pesan O(n³), waktu eksekusi MVBA tunggalnya adalah 4δ, lebih cepat daripada semua protokol yang ada. Selain itu, desain blok pipeline super cepat memungkinkan s2PAClean dan s2PACBIG masing-masing mencapai waktu keputusan blok pipeline 4δ dan 3δ, lebih lanjut meningkatkan kinerja protokol.

Evaluasi Perhitungan

Untuk memverifikasi kinerja protokol baru, para peneliti melakukan evaluasi komputasi yang luas. Hasilnya menunjukkan bahwa 2PAClean dan 2PACBIG menunjukkan kinerja yang sangat baik di berbagai kondisi jaringan, terutama dalam lingkungan dengan latensi tinggi dan tingkat kegagalan yang tinggi. Secara spesifik, 2PAClean mencapai keseimbangan yang baik antara latensi pengiriman pesan dan kompleksitas komputasi, sementara 2PACBIG mencapai latensi yang lebih rendah melalui paralelisasi dan pengoptimalan proses pemungutan suara.

Seiring dengan perkembangan teknologi Blockchain yang terus menerus, protokol konsensus BFT asinkron akan berperan semakin penting dalam menjaga keamanan dan meningkatkan kinerja. Desain 2PAC dan blok jalur cepat super menunjukkan arah perkembangan protokol konsensus Blockchain di masa depan, yaitu dengan menyederhanakan struktur protokol dan mengoptimalkan proses konsensus untuk mencapai throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah.

Arah Penelitian Masa Depan

Penelitian di masa depan dapat mengeksplorasi beberapa arah berikut:

  1. Optimasi protokol: menyederhanakan dan mengoptimalkan struktur protokol lebih lanjut, mengurangi komunikasi dan beban perhitungan yang tidak perlu.
  2. Analisis Keamanan: Menganalisis secara mendalam keamanan protokol baru dalam berbagai skenario serangan, memastikan keandalannya dalam aplikasi praktis.
  3. Aplikasi Nyata: Menerapkan protokol baru pada sistem Blockchain yang nyata, untuk memverifikasi kinerjanya dalam lingkungan jaringan yang sebenarnya.

Laporan ini menganalisis secara rinci kelebihan dan kekurangan dari protokol konsensus blockchain asinkron saat ini, dan mengusulkan dua desain protokol baru, yaitu 2PAC dan blok aliran super cepat. Desain baru ini menunjukkan keunggulan signifikan dalam meningkatkan throughput dan mengurangi latensi, memberikan referensi penting untuk perkembangan teknologi blockchain di masa depan. Protokol baru ini tidak hanya membuktikan keunggulannya secara teoritis, tetapi juga menunjukkan kinerja yang luar biasa dalam pengujian praktis, memberikan ide baru untuk mewujudkan protokol konsensus blockchain yang efisien dan aman.

Melalui penelitian dan optimasi yang berkelanjutan, teknologi blockchain akan memainkan peran yang semakin penting dalam ekonomi digital di masa depan, sementara generasi baru protokol konsensus akan memberikan dasar yang kokoh untuk pengembangan teknologi ini.

Laporan Riset Industri: Kemajuan dan Aplikasi Terbaru Protokol Konsensus Blockchain--Laporan Mendalam BiJie

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.
  • Hadiah
  • 7
  • Bagikan
Komentar
0/400
CryptoSourGrapevip
· 07-25 01:16
又是pro们玩的高端局...teknologi partai setiap hari terbang saya hanya akanInvestasi Otomatisjebakan kunci
Lihat AsliBalas0
SillyWhalevip
· 07-24 10:40
BFT bull ah
Lihat AsliBalas0
MevTearsvip
· 07-22 02:14
Apakah lagi-lagi menyulitkan rakyat?
Lihat AsliBalas0
MEV_Whisperervip
· 07-22 02:09
pro ternyata adalah pro
Lihat AsliBalas0
Ser_APY_2000vip
· 07-22 02:08
Ini BFT membuatnya seperti Perdagangan Mata Uang Kripto benar-benar bull ya
Lihat AsliBalas0
MEVHuntervip
· 07-22 02:01
hanya seorang penembak mempool lainnya yang mengawasi transaksi Anda
Lihat AsliBalas0
StablecoinEnjoyervip
· 07-22 01:59
Semakin tinggi throughput, semakin baik
Lihat AsliBalas0
Perdagangkan Kripto Di Mana Saja Kapan Saja
qrCode
Pindai untuk mengunduh aplikasi Gate
Komunitas
Bahasa Indonesia
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)