Últimos avances y aplicaciones del protocolo de consenso de la cadena de bloques
Este informe examina en profundidad el estado actual del desarrollo de los protocolos de consenso de la cadena de bloques, centrándose en los últimos avances del protocolo de replicación de máquina de estado tolerante a fallos bizantinos asíncronos (BFT SMR). Actualmente, sMVBA se ha convertido en el protocolo MVBA asíncrono más rápido, con una latencia esperada de 10δ. El informe también presenta dos nuevos diseños de protocolo: 2PAC (consenso asíncrono de 2 fases) y bloques de tubería ultrarrápidos, que han logrado mejoras significativas en términos de rendimiento y latencia.
La tecnología de cadena de bloques, como una tecnología de libro mayor distribuido y descentralizado, garantiza la integridad y consistencia de los datos a través de un mecanismo de consenso. El mecanismo de consenso es el núcleo del sistema de cadena de bloques, y su rendimiento afecta directamente la escalabilidad y seguridad de la cadena de bloques. El mecanismo de consenso de tolerancia a fallos bizantinos asíncrono (BFT) tiene ventajas únicas en el manejo de la latencia de la red y la falla parcial de nodos, por lo que se ha convertido en un foco de investigación.
En el modelo BFT asíncrono, el sistema está compuesto por n = 3f + 1 procesos, donde f procesos pueden ser dañados maliciosamente por un adversario. Estos procesos se comunican entre sí a través de canales asíncronos, y el retraso en la transmisión de mensajes es controlado por el adversario. Cada proceso posee un par de claves públicas y privadas para firmar y verificar, asegurando la autenticidad e integridad de los mensajes.
El protocolo de consenso de la cadena de bloques tiene como objetivo lograr que todos los nodos honestos lleguen a un acuerdo sobre el estado de la cadena de bloques. Específicamente, cada nodo sigue recibiendo nuevas transacciones y las empaqueta en bloques, asegurando a través del protocolo de consenso que estos bloques se acuerden en todos los nodos honestos. El protocolo de consenso de la cadena de bloques debe cumplir con requisitos básicos como la actividad, la consistencia y la calidad P.
Basado en el análisis del protocolo existente, los investigadores propusieron el protocolo 2PAC. Este protocolo mejora significativamente el rendimiento al simplificar y optimizar el proceso de consenso. Incluye dos variantes: 2PAClean y 2PACBIG. 2PAClean logra más del 90% de rendimiento y 9.5δ de latencia esperada, con una complejidad de mensajes de O(n²). 2PACBIG es el protocolo de consenso de cadena de bloques más rápido en la actualidad, con una complejidad de mensajes de O(n³), y un tiempo de ejecución de MVBA sin fallos de 4δ.
Los investigadores también propusieron un nuevo diseño de bloques en tubería, que reduce significativamente la latencia de los bloques en tubería. Al introducir un mecanismo de ruta rápida, el tiempo de decisión de los bloques en tubería es incluso menor que el de los bloques no en tubería bajo un programador justo. Este mecanismo garantiza la latencia de la ruta rápida en todas las ejecuciones y no se ve afectado por el comportamiento de los procesos con fallos.
A través de análisis teóricos y pruebas prácticas, el retraso esperado de 2PAClean en el peor de los casos es de 9.5δ, mientras que en el mejor de los casos (sin fallos y con un programador semijusto) es de 6δ. En comparación, el retraso esperado de sMVBA es de 10δ, y en el mejor de los casos es de 6δ. La capacidad de 2PAClean mejora entre un 80% y un 100% en comparación con la cadena sMVBA. 2PACBIG, como protocolo con una complejidad de mensajes de O(n³), tiene un tiempo de ejecución de MVBA de 4δ, siendo más rápido que todos los protocolos existentes.
Para validar el rendimiento del nuevo protocolo, los investigadores realizaron amplias evaluaciones computacionales. Los resultados muestran que 2PAClean y 2PACBIG exhiben un rendimiento excepcional en diversas condiciones de red, especialmente en entornos de alta latencia y alta tasa de fallos. 2PAClean logra un buen equilibrio entre la latencia de mensajería y la complejidad computacional, mientras que 2PACBIG logra una menor latencia a través de la paralelización y la optimización del proceso de votación.
Con el continuo desarrollo de la tecnología de cadena de bloques, el protocolo de consenso BFT asíncrono desempeñará un papel cada vez más importante en la garantía de seguridad y el aumento del rendimiento. El diseño de 2PAC y bloques de línea de producción ultrarrápidos demuestra la dirección futura del desarrollo de protocolos de consenso de cadena de bloques, es decir, lograr un mayor rendimiento y una menor latencia mediante la simplificación de la estructura del protocolo y la optimización del proceso de consenso.
Las investigaciones futuras pueden explorar aún más direcciones como la optimización de protocolos, el análisis de seguridad y las aplicaciones prácticas. A través de la investigación y optimización continuas, la Cadena de bloques jugará un papel cada vez más importante en la economía digital del futuro, y la nueva generación de protocolos de Consenso proporcionará una base sólida para el desarrollo de esta tecnología.
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BoredApeResistance
· 07-24 00:40
La conclusión parece un poco dura.
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InfraVibes
· 07-22 22:00
¡El experto hizo algo bueno!
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BridgeJumper
· 07-22 21:59
¿Esto es demasiado rápido?
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MEVSupportGroup
· 07-22 21:57
La capacidad se duplica, ya no hables de la latencia del papel A4.
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GasFeeVictim
· 07-22 21:44
¿Es otra vez una forma de recaudar dinero bajo el pretexto de la optimización del rendimiento?
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CommunityWorker
· 07-22 21:43
¿Están haciendo otro protocolo? ¿Es útil?
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DaisyUnicorn
· 07-22 21:43
El rendimiento florece como una pequeña flor~ aumento del 90% en la capacidad de procesamiento, esta pequeña linda.
Nueva ruptura en el consenso de la cadena de bloques: el protocolo 2PAC mejora el 90% del rendimiento con una latencia de hasta 4δ
Últimos avances y aplicaciones del protocolo de consenso de la cadena de bloques
Este informe examina en profundidad el estado actual del desarrollo de los protocolos de consenso de la cadena de bloques, centrándose en los últimos avances del protocolo de replicación de máquina de estado tolerante a fallos bizantinos asíncronos (BFT SMR). Actualmente, sMVBA se ha convertido en el protocolo MVBA asíncrono más rápido, con una latencia esperada de 10δ. El informe también presenta dos nuevos diseños de protocolo: 2PAC (consenso asíncrono de 2 fases) y bloques de tubería ultrarrápidos, que han logrado mejoras significativas en términos de rendimiento y latencia.
La tecnología de cadena de bloques, como una tecnología de libro mayor distribuido y descentralizado, garantiza la integridad y consistencia de los datos a través de un mecanismo de consenso. El mecanismo de consenso es el núcleo del sistema de cadena de bloques, y su rendimiento afecta directamente la escalabilidad y seguridad de la cadena de bloques. El mecanismo de consenso de tolerancia a fallos bizantinos asíncrono (BFT) tiene ventajas únicas en el manejo de la latencia de la red y la falla parcial de nodos, por lo que se ha convertido en un foco de investigación.
En el modelo BFT asíncrono, el sistema está compuesto por n = 3f + 1 procesos, donde f procesos pueden ser dañados maliciosamente por un adversario. Estos procesos se comunican entre sí a través de canales asíncronos, y el retraso en la transmisión de mensajes es controlado por el adversario. Cada proceso posee un par de claves públicas y privadas para firmar y verificar, asegurando la autenticidad e integridad de los mensajes.
El protocolo de consenso de la cadena de bloques tiene como objetivo lograr que todos los nodos honestos lleguen a un acuerdo sobre el estado de la cadena de bloques. Específicamente, cada nodo sigue recibiendo nuevas transacciones y las empaqueta en bloques, asegurando a través del protocolo de consenso que estos bloques se acuerden en todos los nodos honestos. El protocolo de consenso de la cadena de bloques debe cumplir con requisitos básicos como la actividad, la consistencia y la calidad P.
Basado en el análisis del protocolo existente, los investigadores propusieron el protocolo 2PAC. Este protocolo mejora significativamente el rendimiento al simplificar y optimizar el proceso de consenso. Incluye dos variantes: 2PAClean y 2PACBIG. 2PAClean logra más del 90% de rendimiento y 9.5δ de latencia esperada, con una complejidad de mensajes de O(n²). 2PACBIG es el protocolo de consenso de cadena de bloques más rápido en la actualidad, con una complejidad de mensajes de O(n³), y un tiempo de ejecución de MVBA sin fallos de 4δ.
Los investigadores también propusieron un nuevo diseño de bloques en tubería, que reduce significativamente la latencia de los bloques en tubería. Al introducir un mecanismo de ruta rápida, el tiempo de decisión de los bloques en tubería es incluso menor que el de los bloques no en tubería bajo un programador justo. Este mecanismo garantiza la latencia de la ruta rápida en todas las ejecuciones y no se ve afectado por el comportamiento de los procesos con fallos.
A través de análisis teóricos y pruebas prácticas, el retraso esperado de 2PAClean en el peor de los casos es de 9.5δ, mientras que en el mejor de los casos (sin fallos y con un programador semijusto) es de 6δ. En comparación, el retraso esperado de sMVBA es de 10δ, y en el mejor de los casos es de 6δ. La capacidad de 2PAClean mejora entre un 80% y un 100% en comparación con la cadena sMVBA. 2PACBIG, como protocolo con una complejidad de mensajes de O(n³), tiene un tiempo de ejecución de MVBA de 4δ, siendo más rápido que todos los protocolos existentes.
Para validar el rendimiento del nuevo protocolo, los investigadores realizaron amplias evaluaciones computacionales. Los resultados muestran que 2PAClean y 2PACBIG exhiben un rendimiento excepcional en diversas condiciones de red, especialmente en entornos de alta latencia y alta tasa de fallos. 2PAClean logra un buen equilibrio entre la latencia de mensajería y la complejidad computacional, mientras que 2PACBIG logra una menor latencia a través de la paralelización y la optimización del proceso de votación.
Con el continuo desarrollo de la tecnología de cadena de bloques, el protocolo de consenso BFT asíncrono desempeñará un papel cada vez más importante en la garantía de seguridad y el aumento del rendimiento. El diseño de 2PAC y bloques de línea de producción ultrarrápidos demuestra la dirección futura del desarrollo de protocolos de consenso de cadena de bloques, es decir, lograr un mayor rendimiento y una menor latencia mediante la simplificación de la estructura del protocolo y la optimización del proceso de consenso.
Las investigaciones futuras pueden explorar aún más direcciones como la optimización de protocolos, el análisis de seguridad y las aplicaciones prácticas. A través de la investigación y optimización continuas, la Cadena de bloques jugará un papel cada vez más importante en la economía digital del futuro, y la nueva generación de protocolos de Consenso proporcionará una base sólida para el desarrollo de esta tecnología.