Blok Zinciri Konsensüs protokolünün son gelişmeleri ve uygulamaları
Blok Zinciri teknolojisi, merkeziyetsiz dağıtık defter teknolojisi olarak, Konsensüs mekanizması aracılığıyla verilerin bütünlüğünü ve tutarlılığını sağlamaktadır. Konsensüs mekanizması, Blok Zinciri sisteminin merkezidir ve performansı doğrudan Blok Zinciri'nin ölçeklenebilirliği ve güvenliğini etkilemektedir. Asenkron Bizans Hata Toleransı (BFT) Konsensüs mekanizması, ağ gecikmeleri ve kısmi düğüm arızalarıyla başa çıkmada benzersiz avantajlara sahiptir, bu nedenle araştırma odak noktası haline gelmiştir.
Bu rapor, Blok Zinciri konsensüs protokolünün gelişim durumunu incelemekte ve özellikle asenkron Bizans hata toleranslı durum makinesi kopyalama (BFT SMR) protokolündeki en son gelişmeleri analiz etmektedir. Mevcut en hızlı asenkron protokol 2-chain VABA'dır, ancak güvenlik açıkları nedeniyle 9.5δ'lik beklenen gecikmeyi gerçekleştirememiştir. Bu nedenle, sMVBA şu anda en hızlı asenkron MVBA protokolü olup, beklenen gecikmesi 10δ'dir. Rapor ayrıca, verimlilik ve gecikme açısından önemli iyileştirmeler gösteren 2PAC (2 aşamalı asenkron konsensüs) ve süper hızlı boru hattı blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir.
Model ve Tanımlar
Asenkron BFT modelinde, sistem n = 3f + 1 süreçten oluşur; burada f süreç rakipler tarafından kötü niyetle bozulabilir. Bu süreçler, asenkron kanallar aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar ve mesaj iletim gecikmesi rakipler tarafından kontrol edilir. Her süreç, mesajların doğruluğunu ve bütünlüğünü sağlamak için imza atma ve doğrulama amacıyla bir çift kamu-özel anahtara sahiptir.
Blok Zinciri Konsensüsü
Blok Zinciri Konsensüs protokolu, tüm dürüst düğümlerin Blok Zinciri'nin durumu üzerinde uzlaşmasını sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Spesifik olarak, her düğüm sürekli olarak yeni işlemler alır ve bunları bloklar halinde paketler, bu blokların tüm dürüst düğümlerde uzlaşmasını sağlamak için Konsensüs protokolünü kullanır. Blok Zinciri Konsensüs protokolü aşağıdaki temel gereksinimleri karşılamalıdır:
Aktivite: Sonsuz yürütme içinde, belirlenmiş sonsuz uzunlukta bir Blok Zinciri vardır.
Tutarlılık: Eğer iki onaylanmış blok zinciri varsa, bunlardan biri diğerinin ön ekini içermelidir.
P kalitesi: Karar verilmiş Blok Zinciri içinde, dürüst düğümlerin girdiği işlemlerin oranı en az p olmalıdır.
Mevcut Asenkron Konsensüs Protokolü'nün Zorlukları
Mevcut en hızlı asenkron konsensüs protokolü 2-chain VABA'dır ve beklenen gecikmesi 9.5δ'dir. Ancak, bu protokolün tutarlılığını ve canlılığını bozacak çeşitli saldırı türleri bulunmaktadır. Örneğin, kimlik doğrulama kontrolünün eksikliğinden kaynaklanan saldırılar, canlılığı engelleyen yükseltme stratejilerini kullanan saldırılar ve lider kimlik doğrulama tanımının gevşetilmesinden kaynaklanan tutarlılık saldırıları gibi. 2-chain VABA bazı yeni mekanizmalar tanıtsa da, örneğin çoklu paralel örneklerin eşzamanlı çalışması gibi, bu sorunları tamamen çözmeyi başaramamıştır.
Yeni Protokol Tasarımı: 2PAC (2 Aşamalı Asenkron Konsensüs)
Mevcut protokollerin analizine dayanan araştırmacılar 2PAC protokolünü önerdi. Bu protokol, konsensüs sürecini basitleştirerek ve optimize ederek performansı önemli ölçüde artırır. Özellikle iki varyant içermektedir:
2PAClean：
%90'dan fazla bir verimlilik ve 9.5δ beklenen gecikme sağlandı, mesaj karmaşıklığı O(n²).
Gereksiz etkileşimleri ve hesaplama maliyetlerini ortadan kaldırarak protokolün verimliliğini artırdı.
2PACBIG：
Şu anda mesaj karmaşıklığı O(n³) olan en hızlı blok zinciri konsensüs protokolüdür.
Hatasız tek seferlik MVBA çalışma süresi 4δ'dir, bu da gecikmeyi büyük ölçüde azaltmıştır.
Süper Hızlı Akış Bloku
Araştırmacılar, akışkan blokların gecikmesini önemli ölçüde azaltan yeni bir akışkan blok tasarımı önerdiler. Hızlı yol mekanizmasının tanıtılmasıyla, adil zamanlayıcı altında akışkan blokların karar verme süresi, hatta akışkan olmayan bloklardan daha kısa olabilir. Bu mekanizma, tüm yürütmelerde hızlı yolun gecikmesini garanti eder ve arızalı süreçlerin davranışlarından etkilenmez.
Nicel Sonuç
Teorik analiz ve pratik testler aracılığıyla, 2PAClean'ın en kötü durumda beklenen gecikmesi 9.5δ iken, iyi durumda (hatasız ve yarı adil zamanlayıcı) 6δ'dir. Buna karşılık, sMVBA'nın beklenen gecikmesi 10δ, iyi durumda ise 6δ'dir. Bu nedenle, 2PAClean, aynı iyi durumda gecikmeyi koruyarak en kötü durum gecikmesini 0.5δ azaltmıştır. Ayrıca, 2PAClean'ın verimliliği, zincirli sMVBA'ya kıyasla %80 ila %100 oranında artmıştır; bu, yeni tasarımda gereksiz blok atma ve hesaplama yükünden kaçınılmasından kaynaklanmaktadır.
2PACBIG, O(n³) karmaşıklığına sahip bir protokol olarak, tek bir MVBA çalışma süresi 4δ olup, mevcut tüm protokollerden daha hızlıdır. Ayrıca, süper hızlı boru hattı blok tasarımı sayesinde s2PAClean ve s2PACBIG sırasıyla 4δ ve 3δ boru hattı blok karar süresi gerçekleştirmiştir, bu da protokolün performansını daha da artırmaktadır.
Hesaplama Değerlendirmesi
Yeni protokolün performansını doğrulamak için araştırmacılar kapsamlı hesaplama değerlendirmeleri gerçekleştirdi. Sonuçlar, 2PAClean ve 2PACBIG'in çeşitli ağ koşullarında mükemmel performans sergilediğini, özellikle yüksek gecikme ve yüksek hata oranı ortamlarında gösterdi. Özellikle, 2PAClean, mesaj iletim gecikmesi ile hesaplama karmaşıklığı arasında iyi bir denge sağlarken, 2PACBIG, paralelleştirme ve oylama sürecini optimize ederek daha düşük gecikme elde etti.
Blok Zinciri teknolojisinin sürekli gelişimiyle, asenkron BFT konsensüs protokolü güvenliği sağlama ve performansı artırma konusunda giderek daha önemli bir rol oynayacaktır. 2PAC ve süper hızlı boru hattı blok tasarımı, gelecekteki Blok Zinciri konsensüs protokollerinin gelişim yönünü göstermektedir; yani, protokol yapısını basitleştirerek ve konsensüs sürecini optimize ederek daha yüksek bir throughput ve daha düşük bir gecikme sağlamaktır.
Gelecek Araştırma Yönleri
Gelecekteki araştırmalar aşağıdaki birkaç yönü daha fazla keşfedebilir:
Protokol optimizasyonu: Protokol yapısını daha da basitleştirip optimize ederek gereksiz mesajlaşma ve hesaplama yükünü azaltmak.
Güvenlik Analizi: Yeni protokolün çeşitli saldırı senaryolarındaki güvenliğini derinlemesine analiz ederek, gerçek uygulamalardaki güvenilirliğini sağlamaktır.
Gerçek Uygulama: Yeni protokolü gerçek Blok Zinciri sistemlerinde uygulamak, gerçek ağ ortamındaki performansını doğrulamak.
Bu rapor, mevcut asenkron blok zinciri konsensüs protokollerinin avantajlarını ve dezavantajlarını ayrıntılı olarak analiz etmekte ve 2PAC ile süper hızlı boru blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir. Yeni tasarımlar, verimliliği artırma ve gecikmeyi azaltma konusunda önemli avantajlar sergilemekte, gelecekteki blok zinciri teknolojisi gelişimine önemli bir referans sağlamaktadır. Bu yeni protokoller, yalnızca teorik olarak üstünlüklerini kanıtlamakla kalmayıp, aynı zamanda pratik testlerde olağanüstü performans göstermekte ve etkili, güvenli bir blok zinciri konsensüs protokolü oluşturmak için yeni bir yaklaşım sunmaktadır.
Sürekli araştırma ve optimizasyon yoluyla, Blok Zinciri teknolojisi gelecekteki dijital ekonomide daha önemli bir rol oynayacak ve yeni nesil Konsensüs protokolü bu teknolojinin gelişimi için sağlam bir temel sağlayacaktır.
View Original
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
10 Likes
Reward
10
7
Share
Comment
0/400
CryptoSourGrape
· 07-25 01:16
Yine pro'ların oynadığı yüksek seviye oyun... Teknik ekip her gün yükseliyor, ben sadece Otomatik Yatırım tuzağına düşüyorum.
View OriginalReply0
SillyWhale
· 07-24 10:40
BFT boğa ah
View OriginalReply0
MevTears
· 07-22 02:14
Yine halkı zor durumda mı bırakıyorsunuz?
View OriginalReply0
MEV_Whisperer
· 07-22 02:09
pro gerçekten pro
View OriginalReply0
Ser_APY_2000
· 07-22 02:08
Bu BFT'nin Kripto Para Trade gibi olması gerçekten boğa.
View OriginalReply0
MEVHunter
· 07-22 02:01
sadece başka bir mempool keskin nişancısı txns'lerinizi izliyor
2PAC protokolü, asenkron blok zinciri konsensüs performans darboğazını aşıyor.
Blok Zinciri Konsensüs protokolünün son gelişmeleri ve uygulamaları
Blok Zinciri teknolojisi, merkeziyetsiz dağıtık defter teknolojisi olarak, Konsensüs mekanizması aracılığıyla verilerin bütünlüğünü ve tutarlılığını sağlamaktadır. Konsensüs mekanizması, Blok Zinciri sisteminin merkezidir ve performansı doğrudan Blok Zinciri'nin ölçeklenebilirliği ve güvenliğini etkilemektedir. Asenkron Bizans Hata Toleransı (BFT) Konsensüs mekanizması, ağ gecikmeleri ve kısmi düğüm arızalarıyla başa çıkmada benzersiz avantajlara sahiptir, bu nedenle araştırma odak noktası haline gelmiştir.
Bu rapor, Blok Zinciri konsensüs protokolünün gelişim durumunu incelemekte ve özellikle asenkron Bizans hata toleranslı durum makinesi kopyalama (BFT SMR) protokolündeki en son gelişmeleri analiz etmektedir. Mevcut en hızlı asenkron protokol 2-chain VABA'dır, ancak güvenlik açıkları nedeniyle 9.5δ'lik beklenen gecikmeyi gerçekleştirememiştir. Bu nedenle, sMVBA şu anda en hızlı asenkron MVBA protokolü olup, beklenen gecikmesi 10δ'dir. Rapor ayrıca, verimlilik ve gecikme açısından önemli iyileştirmeler gösteren 2PAC (2 aşamalı asenkron konsensüs) ve süper hızlı boru hattı blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir.
Model ve Tanımlar
Asenkron BFT modelinde, sistem n = 3f + 1 süreçten oluşur; burada f süreç rakipler tarafından kötü niyetle bozulabilir. Bu süreçler, asenkron kanallar aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar ve mesaj iletim gecikmesi rakipler tarafından kontrol edilir. Her süreç, mesajların doğruluğunu ve bütünlüğünü sağlamak için imza atma ve doğrulama amacıyla bir çift kamu-özel anahtara sahiptir.
Blok Zinciri Konsensüsü
Blok Zinciri Konsensüs protokolu, tüm dürüst düğümlerin Blok Zinciri'nin durumu üzerinde uzlaşmasını sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Spesifik olarak, her düğüm sürekli olarak yeni işlemler alır ve bunları bloklar halinde paketler, bu blokların tüm dürüst düğümlerde uzlaşmasını sağlamak için Konsensüs protokolünü kullanır. Blok Zinciri Konsensüs protokolü aşağıdaki temel gereksinimleri karşılamalıdır:
Mevcut Asenkron Konsensüs Protokolü'nün Zorlukları
Mevcut en hızlı asenkron konsensüs protokolü 2-chain VABA'dır ve beklenen gecikmesi 9.5δ'dir. Ancak, bu protokolün tutarlılığını ve canlılığını bozacak çeşitli saldırı türleri bulunmaktadır. Örneğin, kimlik doğrulama kontrolünün eksikliğinden kaynaklanan saldırılar, canlılığı engelleyen yükseltme stratejilerini kullanan saldırılar ve lider kimlik doğrulama tanımının gevşetilmesinden kaynaklanan tutarlılık saldırıları gibi. 2-chain VABA bazı yeni mekanizmalar tanıtsa da, örneğin çoklu paralel örneklerin eşzamanlı çalışması gibi, bu sorunları tamamen çözmeyi başaramamıştır.
Yeni Protokol Tasarımı: 2PAC (2 Aşamalı Asenkron Konsensüs)
Mevcut protokollerin analizine dayanan araştırmacılar 2PAC protokolünü önerdi. Bu protokol, konsensüs sürecini basitleştirerek ve optimize ederek performansı önemli ölçüde artırır. Özellikle iki varyant içermektedir:
2PAClean：
2PACBIG：
Süper Hızlı Akış Bloku
Araştırmacılar, akışkan blokların gecikmesini önemli ölçüde azaltan yeni bir akışkan blok tasarımı önerdiler. Hızlı yol mekanizmasının tanıtılmasıyla, adil zamanlayıcı altında akışkan blokların karar verme süresi, hatta akışkan olmayan bloklardan daha kısa olabilir. Bu mekanizma, tüm yürütmelerde hızlı yolun gecikmesini garanti eder ve arızalı süreçlerin davranışlarından etkilenmez.
Nicel Sonuç
Teorik analiz ve pratik testler aracılığıyla, 2PAClean'ın en kötü durumda beklenen gecikmesi 9.5δ iken, iyi durumda (hatasız ve yarı adil zamanlayıcı) 6δ'dir. Buna karşılık, sMVBA'nın beklenen gecikmesi 10δ, iyi durumda ise 6δ'dir. Bu nedenle, 2PAClean, aynı iyi durumda gecikmeyi koruyarak en kötü durum gecikmesini 0.5δ azaltmıştır. Ayrıca, 2PAClean'ın verimliliği, zincirli sMVBA'ya kıyasla %80 ila %100 oranında artmıştır; bu, yeni tasarımda gereksiz blok atma ve hesaplama yükünden kaçınılmasından kaynaklanmaktadır.
2PACBIG, O(n³) karmaşıklığına sahip bir protokol olarak, tek bir MVBA çalışma süresi 4δ olup, mevcut tüm protokollerden daha hızlıdır. Ayrıca, süper hızlı boru hattı blok tasarımı sayesinde s2PAClean ve s2PACBIG sırasıyla 4δ ve 3δ boru hattı blok karar süresi gerçekleştirmiştir, bu da protokolün performansını daha da artırmaktadır.
Hesaplama Değerlendirmesi
Yeni protokolün performansını doğrulamak için araştırmacılar kapsamlı hesaplama değerlendirmeleri gerçekleştirdi. Sonuçlar, 2PAClean ve 2PACBIG'in çeşitli ağ koşullarında mükemmel performans sergilediğini, özellikle yüksek gecikme ve yüksek hata oranı ortamlarında gösterdi. Özellikle, 2PAClean, mesaj iletim gecikmesi ile hesaplama karmaşıklığı arasında iyi bir denge sağlarken, 2PACBIG, paralelleştirme ve oylama sürecini optimize ederek daha düşük gecikme elde etti.
Blok Zinciri teknolojisinin sürekli gelişimiyle, asenkron BFT konsensüs protokolü güvenliği sağlama ve performansı artırma konusunda giderek daha önemli bir rol oynayacaktır. 2PAC ve süper hızlı boru hattı blok tasarımı, gelecekteki Blok Zinciri konsensüs protokollerinin gelişim yönünü göstermektedir; yani, protokol yapısını basitleştirerek ve konsensüs sürecini optimize ederek daha yüksek bir throughput ve daha düşük bir gecikme sağlamaktır.
Gelecek Araştırma Yönleri
Gelecekteki araştırmalar aşağıdaki birkaç yönü daha fazla keşfedebilir:
Bu rapor, mevcut asenkron blok zinciri konsensüs protokollerinin avantajlarını ve dezavantajlarını ayrıntılı olarak analiz etmekte ve 2PAC ile süper hızlı boru blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir. Yeni tasarımlar, verimliliği artırma ve gecikmeyi azaltma konusunda önemli avantajlar sergilemekte, gelecekteki blok zinciri teknolojisi gelişimine önemli bir referans sağlamaktadır. Bu yeni protokoller, yalnızca teorik olarak üstünlüklerini kanıtlamakla kalmayıp, aynı zamanda pratik testlerde olağanüstü performans göstermekte ve etkili, güvenli bir blok zinciri konsensüs protokolü oluşturmak için yeni bir yaklaşım sunmaktadır.
Sürekli araştırma ve optimizasyon yoluyla, Blok Zinciri teknolojisi gelecekteki dijital ekonomide daha önemli bir rol oynayacak ve yeni nesil Konsensüs protokolü bu teknolojinin gelişimi için sağlam bir temel sağlayacaktır.