La tecnología de cadena de bloques ha logrado avances significativos desde el nacimiento de Bitcoin. Con la aparición de nuevos escenarios de aplicación como los juegos y NFT, la industria está explorando activamente formas de mejorar la eficiencia técnica, especialmente en el manejo de cargas altas y la realización de latencia en tiempo real. Actualmente, las cadenas de bloques L1 enfrentan dos grandes desafíos: uno es cómo lograr un alto rendimiento mientras se mantiene una baja latencia, y el otro es garantizar la estabilidad a largo plazo del protocolo de consenso. En la resolución de estos problemas, también es necesario mantener la descentralización a través de la participación dinámica y la reconfiguración de los nodos de validación.
Una forma de aumentar el rendimiento es adoptar un protocolo de consenso basado en DAG, como el que utiliza el proyecto de cadena de bloques narwhale/Bullshark. Este tipo de protocolos permite que la cadena de bloques procese una gran cantidad de transacciones simultáneamente, lo que los hace muy adecuados para aplicaciones como juegos y NFT. Sin embargo, los protocolos basados en DAG suelen conllevar una latencia de varios segundos, lo que representa un costo de tiempo elevado para transferencias comunes o acciones en juegos.
Por otro lado, el protocolo sin consenso ( como FastPay ) muestra un gran potencial en la reducción de latencia y escalabilidad. Estos protocolos, al eliminar la necesidad de consenso, permiten un procesamiento rápido de transacciones sin necesidad de ordenar globalmente transacciones independientes que se procesan en paralelo. Sin embargo, están limitados a una clase de operaciones de cadena de bloques simples y restringidas, lo que limita las funcionalidades de contratos inteligentes que se pueden lograr, y el ajuste dinámico del conjunto de validadores puede enfrentar desafíos.
A pesar de que estos métodos tienen potencial, aún no se han aplicado a gran escala en cadenas de bloques de nivel de producción, limitándose a publicaciones en conferencias académicas. El protocolo adoptado por un proyecto de cadena de bloques combina el consenso basado en DAG y métodos sin consenso para lograr las ventajas de ambos: latencia de menos de un segundo y un rendimiento sostenible de miles de transacciones por segundo. Este proyecto no solo ha cumplido con estas dos tareas, sino que también ha mantenido la capacidad de ejecutar contratos complejos sobre objetos compartidos, generar puntos de control y reconfigurar el conjunto de validadores a través de períodos.
El protocolo adopta un enfoque único que combina las dos soluciones anteriores. Para garantizar la seguridad de las operaciones del activo de un único propietario (, es decir, el objeto poseído ), el sistema utiliza un protocolo de difusión consistente entre los validadores, logrando así una latencia inferior al consenso. El protocolo se basa únicamente en el consenso para manejar contratos inteligentes complejos que se ejecutan sobre objetos compartidos, es decir, objetos que cualquier usuario puede modificar. Al mismo tiempo, también admite operaciones de mantenimiento de la red, como la definición de puntos de control y la reconfiguración de validadores. Al manejar transacciones en un entorno bizantino replicado, esta estrategia innovadora ofrece una solución que combina las ventajas de ambos aspectos.
En este protocolo, los usuarios que poseen la clave privada crean y firman transacciones para cambiar los objetos que poseen, o una combinación de los objetos que poseen y los objetos compartidos. Las transacciones se envían a cada nodo de validación ( generalmente a través del nodo completo ), el nodo de validación realiza una serie de verificaciones de validez y seguridad, firma la transacción y devuelve la transacción firmada al cliente. El cliente recopila las respuestas de la gran mayoría de los nodos de validación para formar un certificado de transacción, en este momento la transacción puede considerarse irreversible ( alcanzando la finalización ).
Una vez que se completa el ensamblaje del certificado, se enviará de regreso a todos los nodos de verificación, los nodos de verificación comprobarán su validez y confirmarán su recepción al cliente. Si la transacción solo involucra objetos exclusivos, el certificado de transacción se puede procesar y ejecutar de inmediato, sin esperar al motor de consenso ( a través de la ruta rápida directa ). Todos los certificados se reenvían a un protocolo de consenso basado en DAG. El consenso finalmente emite el orden total de los certificados; los nodos de verificación revisan y ejecutan aquellas transacciones que incluyen objetos compartidos, el cliente puede recopilar las respuestas de la gran mayoría de los nodos de verificación, ensamblarlas en un certificado de efecto y usarlo como prueba de liquidación de la transacción. Posteriormente, para cada presentación de consenso se forma un punto de control, que también se utiliza para impulsar el protocolo de reconfiguración.
Además del proceso principal de transacción, el protocolo también ofrece múltiples funciones para soportar cadenas de bloques de nivel de producción:
Implementar el protocolo de puntos de control después de alcanzar la certeza final, generando la historia causal de todas las transacciones en el sistema. Esto se utiliza para auditorías completas, así como para mantener de manera eficiente la sincronización entre nodos completos y nodos de verificación con latencia.
Soporte para la reconfiguración al final de cada período, momento en el que el conjunto de validadores y su poder de voto pueden cambiar. Para garantizar que todas las transacciones finales se incluyan en una época, cada época debe cerrarse cuidadosamente y confirmarse su seguridad final.
Al final del periodo, desbloquear de forma segura los activos que han sido bloqueados por error, minimizando el daño causado por posibles vulnerabilidades de doble gasto en el cliente.
Este protocolo proporciona soporte para la gestión de una gran cantidad de valor en la cadena de bloques. El informe técnico completo detalla el funcionamiento de los protocolos de seguridad y actividad, así como sus pruebas de seguridad con participantes bizantinos parcialmente sincronizados en un modelo de sistema distribuido estándar.
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Nuevo protocolo de cadena de bloques: combina el consenso DAG y métodos sin consenso para lograr un alto rendimiento y baja latencia
La tecnología de cadena de bloques ha logrado avances significativos desde el nacimiento de Bitcoin. Con la aparición de nuevos escenarios de aplicación como los juegos y NFT, la industria está explorando activamente formas de mejorar la eficiencia técnica, especialmente en el manejo de cargas altas y la realización de latencia en tiempo real. Actualmente, las cadenas de bloques L1 enfrentan dos grandes desafíos: uno es cómo lograr un alto rendimiento mientras se mantiene una baja latencia, y el otro es garantizar la estabilidad a largo plazo del protocolo de consenso. En la resolución de estos problemas, también es necesario mantener la descentralización a través de la participación dinámica y la reconfiguración de los nodos de validación.
Una forma de aumentar el rendimiento es adoptar un protocolo de consenso basado en DAG, como el que utiliza el proyecto de cadena de bloques narwhale/Bullshark. Este tipo de protocolos permite que la cadena de bloques procese una gran cantidad de transacciones simultáneamente, lo que los hace muy adecuados para aplicaciones como juegos y NFT. Sin embargo, los protocolos basados en DAG suelen conllevar una latencia de varios segundos, lo que representa un costo de tiempo elevado para transferencias comunes o acciones en juegos.
Por otro lado, el protocolo sin consenso ( como FastPay ) muestra un gran potencial en la reducción de latencia y escalabilidad. Estos protocolos, al eliminar la necesidad de consenso, permiten un procesamiento rápido de transacciones sin necesidad de ordenar globalmente transacciones independientes que se procesan en paralelo. Sin embargo, están limitados a una clase de operaciones de cadena de bloques simples y restringidas, lo que limita las funcionalidades de contratos inteligentes que se pueden lograr, y el ajuste dinámico del conjunto de validadores puede enfrentar desafíos.
A pesar de que estos métodos tienen potencial, aún no se han aplicado a gran escala en cadenas de bloques de nivel de producción, limitándose a publicaciones en conferencias académicas. El protocolo adoptado por un proyecto de cadena de bloques combina el consenso basado en DAG y métodos sin consenso para lograr las ventajas de ambos: latencia de menos de un segundo y un rendimiento sostenible de miles de transacciones por segundo. Este proyecto no solo ha cumplido con estas dos tareas, sino que también ha mantenido la capacidad de ejecutar contratos complejos sobre objetos compartidos, generar puntos de control y reconfigurar el conjunto de validadores a través de períodos.
El protocolo adopta un enfoque único que combina las dos soluciones anteriores. Para garantizar la seguridad de las operaciones del activo de un único propietario (, es decir, el objeto poseído ), el sistema utiliza un protocolo de difusión consistente entre los validadores, logrando así una latencia inferior al consenso. El protocolo se basa únicamente en el consenso para manejar contratos inteligentes complejos que se ejecutan sobre objetos compartidos, es decir, objetos que cualquier usuario puede modificar. Al mismo tiempo, también admite operaciones de mantenimiento de la red, como la definición de puntos de control y la reconfiguración de validadores. Al manejar transacciones en un entorno bizantino replicado, esta estrategia innovadora ofrece una solución que combina las ventajas de ambos aspectos.
En este protocolo, los usuarios que poseen la clave privada crean y firman transacciones para cambiar los objetos que poseen, o una combinación de los objetos que poseen y los objetos compartidos. Las transacciones se envían a cada nodo de validación ( generalmente a través del nodo completo ), el nodo de validación realiza una serie de verificaciones de validez y seguridad, firma la transacción y devuelve la transacción firmada al cliente. El cliente recopila las respuestas de la gran mayoría de los nodos de validación para formar un certificado de transacción, en este momento la transacción puede considerarse irreversible ( alcanzando la finalización ).
Una vez que se completa el ensamblaje del certificado, se enviará de regreso a todos los nodos de verificación, los nodos de verificación comprobarán su validez y confirmarán su recepción al cliente. Si la transacción solo involucra objetos exclusivos, el certificado de transacción se puede procesar y ejecutar de inmediato, sin esperar al motor de consenso ( a través de la ruta rápida directa ). Todos los certificados se reenvían a un protocolo de consenso basado en DAG. El consenso finalmente emite el orden total de los certificados; los nodos de verificación revisan y ejecutan aquellas transacciones que incluyen objetos compartidos, el cliente puede recopilar las respuestas de la gran mayoría de los nodos de verificación, ensamblarlas en un certificado de efecto y usarlo como prueba de liquidación de la transacción. Posteriormente, para cada presentación de consenso se forma un punto de control, que también se utiliza para impulsar el protocolo de reconfiguración.
Además del proceso principal de transacción, el protocolo también ofrece múltiples funciones para soportar cadenas de bloques de nivel de producción:
Implementar el protocolo de puntos de control después de alcanzar la certeza final, generando la historia causal de todas las transacciones en el sistema. Esto se utiliza para auditorías completas, así como para mantener de manera eficiente la sincronización entre nodos completos y nodos de verificación con latencia.
Soporte para la reconfiguración al final de cada período, momento en el que el conjunto de validadores y su poder de voto pueden cambiar. Para garantizar que todas las transacciones finales se incluyan en una época, cada época debe cerrarse cuidadosamente y confirmarse su seguridad final.
Al final del periodo, desbloquear de forma segura los activos que han sido bloqueados por error, minimizando el daño causado por posibles vulnerabilidades de doble gasto en el cliente.
Este protocolo proporciona soporte para la gestión de una gran cantidad de valor en la cadena de bloques. El informe técnico completo detalla el funcionamiento de los protocolos de seguridad y actividad, así como sus pruebas de seguridad con participantes bizantinos parcialmente sincronizados en un modelo de sistema distribuido estándar.