Останні досягнення та застосування протоколу консенсусу блокчейну

У процесі розвитку технології Блокчейн механізм консенсусу завжди був основною точкою уваги. Нещодавно дослідження протоколу асинхронного байєрського толерантного стану (BFT SMR) досягло значного прогресу. У цій статті буде глибоко проаналізовано поточний стан розвитку протоколів консенсусу Блокчейн, з акцентом на останні досягнення асинхронного BFT протоколу.

Огляд стану

Наразі, протокол sMVBA став найшвидшим асинхронним MVBA-протоколом з очікуваною затримкою в 10δ. Хоча раніше протокол 2-chain VABA стверджував, що досягнув очікуваної затримки в 9.5δ, але через наявність кількох вразливостей безпеки його фактична продуктивність не змогла досягти очікувань.

Новий дизайн протоколу

Щоб подальше підвищити продуктивність консенсусного протоколу, дослідники запропонували два інноваційних дизайни протоколу:

1. 2PAC (2 етапний асинхронний консенсус)

Протокол 2PAC значно підвищує продуктивність шляхом спрощення та оптимізації процесу консенсусу. Цей протокол включає два варіанти:

• 2PAClean: досягнуто підвищення пропускної здатності більше ніж на 90%, очікувана затримка становить 9.5δ, складність повідомлення дорівнює O(n²).
• 2PACBIG: Наразі складність інформації становить O(n³), найшвидший протокол консенсусу Блокчейн, час виконання одноразового MVBA в умовах відсутності збоїв становить лише 4δ.

2. Надшвидкий конвеєр Блок

Цей новий дизайн значно знизив затримки в блоках конвеєра. Завдяки впровадженню механізму швидкого шляху, під час справедливого планування, час прийняття рішень для блоків конвеєра може бути навіть меншим, ніж для нефункціональних блоків. Цей механізм гарантує затримку швидкого шляху в усіх виконаннях, не підлягаючи впливу несправних процесів.

Оцінка продуктивності

Теоретичний аналіз та результати практичного тестування показують:

• Очікувана затримка 2PAClean у найгіршому випадку становить 9.5δ, у хорошому випадку - 6δ.
• Продуктивність 2PAClean вищий на 80%-100% порівняно з ланцюговим sMVBA.
• Час одноразового виконання MVBA 2PACBIG становить 4δ, що є кращим, ніж у всіх існуючих протоколах.
• Супер-швидкий конвеєрний дизайн блоків дозволяє s2PAClean і s2PACBIG досягти часу прийняття рішень у 4δ та 3δ відповідно.

Майбутні напрямки досліджень

1. Оптимізація протоколу: подальше спрощення структури протоколу, зменшення непотрібної передачі повідомлень та обчислювальних витрат.
2. Аналіз безпеки: глибоке вивчення нових протоколів у різних сценаріях атаки.
3. Фактичний застосунок: впровадження нового протоколу в реальні Блокчейн-системи для перевірки його продуктивності в реальному мережевому середовищі.

Висновок

Дизайн нової генерації консенсус-протоколу демонструє напрямок розвитку технології Блокчейн. Завдяки спрощенню структури протоколу та оптимізації процесу консенсусу, ці протоколи досягли значних результатів у підвищенні пропускної здатності та зменшенні затримок. З поглибленням досліджень ми маємо підстави вірити, що ці інновації закладуть більш міцну основу для застосування технології Блокчейн у цифровій економіці.