Những tiến triển và ứng dụng mới nhất của giao thức đồng thuận blockchain
Gần đây, lĩnh vực giao thức đồng thuận blockchain đã đạt được những tiến bộ đáng kể, đặc biệt là trong giao thức sao chép trạng thái Byzantine Fault Tolerance bất đồng bộ (BFT SMR). Hiện tại, sMVBA với độ trễ mong đợi 10δ trở thành giao thức MVBA bất đồng bộ nhanh nhất. Ngoài ra, hai thiết kế giao thức mới - 2PAC (đồng thuận bất đồng bộ 2 giai đoạn) và khối siêu nhanh theo dòng - đã thể hiện sự cải tiến rõ rệt về thông lượng và độ trễ.
Công nghệ blockchain, như một công nghệ sổ cái phân tán phi tập trung, có cốt lõi là cơ chế đồng thuận, nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng mở rộng và độ an toàn của blockchain. Cơ chế đồng thuận Byzantine Fault Tolerance (BFT) vì những lợi thế của nó trong việc đối phó với độ trễ mạng và sự cố của một số nút, đã trở thành trọng tâm nghiên cứu.
Trong mô hình BFT không đồng bộ, hệ thống bao gồm n = 3f + 1 tiến trình, trong đó f tiến trình có thể bị tấn công ác ý. Các tiến trình giao tiếp với nhau qua các kênh không đồng bộ, độ trễ truyền tin do đối thủ kiểm soát. Mỗi tiến trình có một cặp khóa công khai và riêng tư để ký và xác minh, đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của tin nhắn.
Mục tiêu của giao thức đồng thuận blockchain là để tất cả các nút trung thực đạt được sự đồng thuận về trạng thái của blockchain. Nó cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản như tính năng hoạt động, tính nhất quán và chất lượng P. Hiện nay, thách thức chính mà các giao thức đồng thuận bất đồng bộ đang phải đối mặt là cải thiện hiệu suất trong khi vẫn đảm bảo tính bảo mật.
Để đối phó với những thách thức này, các nhà nghiên cứu đã đề xuất giao thức 2PAC. Giao thức này cải thiện hiệu suất một cách đáng kể bằng cách đơn giản hóa và tối ưu hóa quy trình đồng thuận. 2PAC có hai biến thể: 2PAClean và 2PACBIG. 2PAClean đạt được thông lượng +90% và độ trễ kỳ vọng 9.5δ, độ phức tạp thông điệp là O(n²). 2PACBIG là giao thức đồng thuận blockchain nhanh nhất hiện nay với độ phức tạp thông điệp là O(n³), thời gian chạy MVBA đơn lẻ không lỗi là 4δ.
Một đổi mới khác là thiết kế khối dòng siêu nhanh. Thiết kế này giảm đáng kể độ trễ của khối dòng, và dưới trình lập lịch công bằng, thời gian quyết định của khối dòng thậm chí còn nhỏ hơn cả khối không dòng. Cơ chế này đảm bảo độ trễ của đường dẫn nhanh trong tất cả các thực thi, không bị ảnh hưởng bởi hành vi của các tiến trình gặp sự cố.
Thông qua phân tích lý thuyết và kiểm tra thực tế, độ trễ mong đợi trong trường hợp xấu nhất của 2PAClean là 9.5δ, trong trường hợp tốt là 6δ. So với đó, độ trễ mong đợi của sMVBA là 10δ, trong trường hợp tốt là 6δ. Độ thông lượng của 2PAClean so với sMVBA theo chuỗi đã tăng lên từ 80% đến 100%. Thời gian chạy MVBA một lần của 2PACBIG là 4δ, nhanh hơn tất cả các giao thức hiện có. Thiết kế khối ống siêu nhanh đã giúp s2PAClean và s2PACBIG đạt được thời gian quyết định khối ống lần lượt là 4δ và 3δ.
Kết quả đánh giá cho thấy, 2PAClean và 2PACBIG đều thể hiện hiệu suất xuất sắc trong các điều kiện mạng khác nhau, đặc biệt là trong môi trường có độ trễ cao và tỷ lệ lỗi cao. 2PAClean đạt được sự cân bằng tốt giữa độ trễ truyền tin và độ phức tạp tính toán, trong khi 2PACBIG đạt được độ trễ thấp hơn thông qua việc phân mảnh và tối ưu hóa quy trình bỏ phiếu.
Hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm tối ưu hóa cấu trúc giao thức, phân tích sâu về tính bảo mật của giao thức mới trong các tình huống tấn công khác nhau, cũng như áp dụng giao thức mới vào các hệ thống blockchain thực tế.
Các giao thức đồng thuận mới này được thiết kế để cung cấp tham khảo quan trọng cho sự phát triển của công nghệ blockchain. Chúng không chỉ chứng minh được ưu thế về lý thuyết mà còn thể hiện hiệu suất xuất sắc trong các thử nghiệm thực tế, cung cấp những ý tưởng mới cho việc đạt được các giao thức đồng thuận blockchain hiệu quả và an toàn. Với sự sâu sắc của nghiên cứu và tối ưu hóa công nghệ, công nghệ blockchain hy vọng sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong nền kinh tế số trong tương lai.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
8 thích
Phần thưởng
8
7
Chia sẻ
Bình luận
0/400
MevShadowranger
· 07-23 02:13
Dự án tốt, cứ làm thôi!
Xem bản gốcTrả lời0
HodlBeliever
· 07-22 02:14
Tăng cường lưu lượng gấp 12 lần? Đề nghị theo dõi chỉ số trong nửa năm trước khi đưa ra kết luận.
Xem bản gốcTrả lời0
TokenStorm
· 07-21 21:58
Lại là nhận thức chung mới? Hãy xem dữ liệu hồi quy rồi nói, đợi một đợt bán phá giá lớn rồi mua đáy.
Xem bản gốcTrả lời0
BackrowObserver
· 07-21 10:22
Hiệu suất này thực sự tuyệt vời
Xem bản gốcTrả lời0
BanklessAtHeart
· 07-21 10:21
Tốc độ hàng đầu phải được khóa!
Xem bản gốcTrả lời0
BrokenDAO
· 07-21 10:14
Một sự thỏa hiệp trung tâm khác mang danh hiệu hiệu suất
Đột phá mới trong đồng thuận BFT bất đồng bộ: Giao thức 2PAC nâng cao hiệu suất blockchain một cách đáng kể
Những tiến triển và ứng dụng mới nhất của giao thức đồng thuận blockchain
Gần đây, lĩnh vực giao thức đồng thuận blockchain đã đạt được những tiến bộ đáng kể, đặc biệt là trong giao thức sao chép trạng thái Byzantine Fault Tolerance bất đồng bộ (BFT SMR). Hiện tại, sMVBA với độ trễ mong đợi 10δ trở thành giao thức MVBA bất đồng bộ nhanh nhất. Ngoài ra, hai thiết kế giao thức mới - 2PAC (đồng thuận bất đồng bộ 2 giai đoạn) và khối siêu nhanh theo dòng - đã thể hiện sự cải tiến rõ rệt về thông lượng và độ trễ.
Công nghệ blockchain, như một công nghệ sổ cái phân tán phi tập trung, có cốt lõi là cơ chế đồng thuận, nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng mở rộng và độ an toàn của blockchain. Cơ chế đồng thuận Byzantine Fault Tolerance (BFT) vì những lợi thế của nó trong việc đối phó với độ trễ mạng và sự cố của một số nút, đã trở thành trọng tâm nghiên cứu.
Trong mô hình BFT không đồng bộ, hệ thống bao gồm n = 3f + 1 tiến trình, trong đó f tiến trình có thể bị tấn công ác ý. Các tiến trình giao tiếp với nhau qua các kênh không đồng bộ, độ trễ truyền tin do đối thủ kiểm soát. Mỗi tiến trình có một cặp khóa công khai và riêng tư để ký và xác minh, đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của tin nhắn.
Mục tiêu của giao thức đồng thuận blockchain là để tất cả các nút trung thực đạt được sự đồng thuận về trạng thái của blockchain. Nó cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản như tính năng hoạt động, tính nhất quán và chất lượng P. Hiện nay, thách thức chính mà các giao thức đồng thuận bất đồng bộ đang phải đối mặt là cải thiện hiệu suất trong khi vẫn đảm bảo tính bảo mật.
Để đối phó với những thách thức này, các nhà nghiên cứu đã đề xuất giao thức 2PAC. Giao thức này cải thiện hiệu suất một cách đáng kể bằng cách đơn giản hóa và tối ưu hóa quy trình đồng thuận. 2PAC có hai biến thể: 2PAClean và 2PACBIG. 2PAClean đạt được thông lượng +90% và độ trễ kỳ vọng 9.5δ, độ phức tạp thông điệp là O(n²). 2PACBIG là giao thức đồng thuận blockchain nhanh nhất hiện nay với độ phức tạp thông điệp là O(n³), thời gian chạy MVBA đơn lẻ không lỗi là 4δ.
Một đổi mới khác là thiết kế khối dòng siêu nhanh. Thiết kế này giảm đáng kể độ trễ của khối dòng, và dưới trình lập lịch công bằng, thời gian quyết định của khối dòng thậm chí còn nhỏ hơn cả khối không dòng. Cơ chế này đảm bảo độ trễ của đường dẫn nhanh trong tất cả các thực thi, không bị ảnh hưởng bởi hành vi của các tiến trình gặp sự cố.
Thông qua phân tích lý thuyết và kiểm tra thực tế, độ trễ mong đợi trong trường hợp xấu nhất của 2PAClean là 9.5δ, trong trường hợp tốt là 6δ. So với đó, độ trễ mong đợi của sMVBA là 10δ, trong trường hợp tốt là 6δ. Độ thông lượng của 2PAClean so với sMVBA theo chuỗi đã tăng lên từ 80% đến 100%. Thời gian chạy MVBA một lần của 2PACBIG là 4δ, nhanh hơn tất cả các giao thức hiện có. Thiết kế khối ống siêu nhanh đã giúp s2PAClean và s2PACBIG đạt được thời gian quyết định khối ống lần lượt là 4δ và 3δ.
Kết quả đánh giá cho thấy, 2PAClean và 2PACBIG đều thể hiện hiệu suất xuất sắc trong các điều kiện mạng khác nhau, đặc biệt là trong môi trường có độ trễ cao và tỷ lệ lỗi cao. 2PAClean đạt được sự cân bằng tốt giữa độ trễ truyền tin và độ phức tạp tính toán, trong khi 2PACBIG đạt được độ trễ thấp hơn thông qua việc phân mảnh và tối ưu hóa quy trình bỏ phiếu.
Hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm tối ưu hóa cấu trúc giao thức, phân tích sâu về tính bảo mật của giao thức mới trong các tình huống tấn công khác nhau, cũng như áp dụng giao thức mới vào các hệ thống blockchain thực tế.
Các giao thức đồng thuận mới này được thiết kế để cung cấp tham khảo quan trọng cho sự phát triển của công nghệ blockchain. Chúng không chỉ chứng minh được ưu thế về lý thuyết mà còn thể hiện hiệu suất xuất sắc trong các thử nghiệm thực tế, cung cấp những ý tưởng mới cho việc đạt được các giao thức đồng thuận blockchain hiệu quả và an toàn. Với sự sâu sắc của nghiên cứu và tối ưu hóa công nghệ, công nghệ blockchain hy vọng sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong nền kinh tế số trong tương lai.