Últimos avanços e aplicações do protocolo de consenso da blockchain
Recentemente, houve um progresso significativo no campo dos protocolos de consenso em blockchain, especialmente em relação aos protocolos de replicação de máquinas de estado com tolerância a falhas bizantinas assíncronas (BFT SMR). Atualmente, o sMVBA, com sua latência esperada de 10δ, é o protocolo MVBA assíncrono mais rápido. Além disso, dois novos designs de protocolo - 2PAC (consenso assíncrono em 2 fases) e blocos de pipeline ultra-rápidos - mostraram melhorias notáveis em termos de throughput e latência.
A tecnologia blockchain, como uma tecnologia de livro-razão distribuído descentralizado, tem seu núcleo na mecânica de consenso, que afeta diretamente a escalabilidade e a segurança do blockchain. O mecanismo de consenso de Tolerância a Falhas Bizantinas Assíncronas (BFT), devido às suas vantagens em lidar com latência de rede e falhas de alguns nós, tornou-se um foco de pesquisa.
No modelo BFT assíncrono, o sistema é composto por n = 3f + 1 processos, onde f processos podem ser maliciosos. Esses processos se comunicam entre si através de canais assíncronos, e a latência da transmissão de mensagens é controlada pelo oponente. Cada processo possui um par de chaves pública e privada para assinatura e verificação, garantindo a autenticidade e integridade das mensagens.
O objetivo dos protocolos de consenso em blockchain é fazer com que todos os nós honestos cheguem a um consenso sobre o estado da blockchain. Eles precisam atender a requisitos básicos como atividade, consistência e qualidade P. Atualmente, os principais desafios enfrentados pelos protocolos de consenso assíncronos são melhorar o desempenho enquanto garantem a segurança.
Para enfrentar esses desafios, os pesquisadores propuseram o protocolo 2PAC. Este protocolo melhora significativamente o desempenho ao simplificar e otimizar o processo de consenso. O 2PAC tem duas variantes: 2PAClean e 2PACBIG. O 2PAClean alcançou uma taxa de transferência de +90% e uma latência esperada de 9.5δ, com complexidade de mensagem de O(n²). O 2PACBIG é atualmente o protocolo de consenso de blockchain mais rápido, com complexidade de mensagem de O(n³), e o tempo de execução único do MVBA sem falhas é de 4δ.
Uma outra inovação é o design de blocos em pipeline super rápido. Este design reduz significativamente a latência dos blocos em pipeline, e sob um escalonador justo, o tempo de decisão dos blocos em pipeline é até menor do que o dos blocos não em pipeline. Este mecanismo garante a latência do caminho rápido em todas as execuções, não sendo afetado pelo comportamento de processos com falhas.
Através de análises teóricas e testes práticos, o 2PAClean tem um atraso esperado de 9.5δ no pior cenário e de 6δ no melhor cenário. Em comparação, o atraso esperado do sMVBA é de 10δ, e de 6δ no melhor cenário. A taxa de transferência do 2PAClean é 80% a 100% maior do que a do sMVBA em cadeia. O tempo de execução de uma única MVBA do 2PACBIG é de 4δ, sendo mais rápido do que todos os protocolos existentes. O design de bloco em pipeline super rápido permite que o s2PAClean e o s2PACBIG alcancem tempos de decisão de bloco em pipeline de 4δ e 3δ, respectivamente.
Os resultados da avaliação mostram que o 2PAClean e o 2PACBIG apresentam um desempenho excepcional em várias condições de rede, especialmente em ambientes com alta latência e alta taxa de falhas. O 2PAClean alcança um bom equilíbrio entre a latência de mensagens e a complexidade computacional, enquanto o 2PACBIG consegue uma latência mais baixa através da paralelização e otimização do processo de votação.
As direções futuras de pesquisa incluem a otimização adicional da estrutura do protocolo, a análise aprofundada da segurança do novo protocolo em vários cenários de ataque e a aplicação do novo protocolo em sistemas de blockchain reais.
Esses novos protocolos de consenso foram projetados para fornecer uma referência importante para o desenvolvimento da tecnologia blockchain. Eles não apenas provaram sua superioridade em teoria, mas também demonstraram desempenho excepcional em testes práticos, oferecendo novas ideias para a implementação de protocolos de consenso blockchain eficientes e seguros. Com o aprofundamento da pesquisa e a otimização da tecnologia, a tecnologia blockchain tem o potencial de desempenhar um papel ainda mais importante na futura economia digital.
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MevShadowranger
· 07-23 02:13
Bom projeto, é só fazer!
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HodlBeliever
· 07-22 02:14
Aumento de 12 vezes no throughput? Recomenda-se observar os indicadores por seis meses antes de chegar a uma conclusão.
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TokenStorm
· 07-21 21:58
Outra vez um novo Consenso? Veja os dados de retrocesso antes de falar, espere por um big dump para comprar na baixa.
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BackrowObserver
· 07-21 10:22
Esta performance é realmente fantástica
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BanklessAtHeart
· 07-21 10:21
A velocidade de topo deve estar bloqueada!
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BrokenDAO
· 07-21 10:14
Mais um compromisso centralizado que se apresenta como uma questão de desempenho.
Nova quebra de paradigma no consenso BFT assíncrono: o protocolo 2PAC melhora significativamente o desempenho da blockchain
Últimos avanços e aplicações do protocolo de consenso da blockchain
Recentemente, houve um progresso significativo no campo dos protocolos de consenso em blockchain, especialmente em relação aos protocolos de replicação de máquinas de estado com tolerância a falhas bizantinas assíncronas (BFT SMR). Atualmente, o sMVBA, com sua latência esperada de 10δ, é o protocolo MVBA assíncrono mais rápido. Além disso, dois novos designs de protocolo - 2PAC (consenso assíncrono em 2 fases) e blocos de pipeline ultra-rápidos - mostraram melhorias notáveis em termos de throughput e latência.
A tecnologia blockchain, como uma tecnologia de livro-razão distribuído descentralizado, tem seu núcleo na mecânica de consenso, que afeta diretamente a escalabilidade e a segurança do blockchain. O mecanismo de consenso de Tolerância a Falhas Bizantinas Assíncronas (BFT), devido às suas vantagens em lidar com latência de rede e falhas de alguns nós, tornou-se um foco de pesquisa.
No modelo BFT assíncrono, o sistema é composto por n = 3f + 1 processos, onde f processos podem ser maliciosos. Esses processos se comunicam entre si através de canais assíncronos, e a latência da transmissão de mensagens é controlada pelo oponente. Cada processo possui um par de chaves pública e privada para assinatura e verificação, garantindo a autenticidade e integridade das mensagens.
O objetivo dos protocolos de consenso em blockchain é fazer com que todos os nós honestos cheguem a um consenso sobre o estado da blockchain. Eles precisam atender a requisitos básicos como atividade, consistência e qualidade P. Atualmente, os principais desafios enfrentados pelos protocolos de consenso assíncronos são melhorar o desempenho enquanto garantem a segurança.
Para enfrentar esses desafios, os pesquisadores propuseram o protocolo 2PAC. Este protocolo melhora significativamente o desempenho ao simplificar e otimizar o processo de consenso. O 2PAC tem duas variantes: 2PAClean e 2PACBIG. O 2PAClean alcançou uma taxa de transferência de +90% e uma latência esperada de 9.5δ, com complexidade de mensagem de O(n²). O 2PACBIG é atualmente o protocolo de consenso de blockchain mais rápido, com complexidade de mensagem de O(n³), e o tempo de execução único do MVBA sem falhas é de 4δ.
Uma outra inovação é o design de blocos em pipeline super rápido. Este design reduz significativamente a latência dos blocos em pipeline, e sob um escalonador justo, o tempo de decisão dos blocos em pipeline é até menor do que o dos blocos não em pipeline. Este mecanismo garante a latência do caminho rápido em todas as execuções, não sendo afetado pelo comportamento de processos com falhas.
Através de análises teóricas e testes práticos, o 2PAClean tem um atraso esperado de 9.5δ no pior cenário e de 6δ no melhor cenário. Em comparação, o atraso esperado do sMVBA é de 10δ, e de 6δ no melhor cenário. A taxa de transferência do 2PAClean é 80% a 100% maior do que a do sMVBA em cadeia. O tempo de execução de uma única MVBA do 2PACBIG é de 4δ, sendo mais rápido do que todos os protocolos existentes. O design de bloco em pipeline super rápido permite que o s2PAClean e o s2PACBIG alcancem tempos de decisão de bloco em pipeline de 4δ e 3δ, respectivamente.
Os resultados da avaliação mostram que o 2PAClean e o 2PACBIG apresentam um desempenho excepcional em várias condições de rede, especialmente em ambientes com alta latência e alta taxa de falhas. O 2PAClean alcança um bom equilíbrio entre a latência de mensagens e a complexidade computacional, enquanto o 2PACBIG consegue uma latência mais baixa através da paralelização e otimização do processo de votação.
As direções futuras de pesquisa incluem a otimização adicional da estrutura do protocolo, a análise aprofundada da segurança do novo protocolo em vários cenários de ataque e a aplicação do novo protocolo em sistemas de blockchain reais.
Esses novos protocolos de consenso foram projetados para fornecer uma referência importante para o desenvolvimento da tecnologia blockchain. Eles não apenas provaram sua superioridade em teoria, mas também demonstraram desempenho excepcional em testes práticos, oferecendo novas ideias para a implementação de protocolos de consenso blockchain eficientes e seguros. Com o aprofundamento da pesquisa e a otimização da tecnologia, a tecnologia blockchain tem o potencial de desempenhar um papel ainda mais importante na futura economia digital.