Derniers progrès et applications du protocole de consensus Blockchain
Ce rapport examine en profondeur l'état actuel du développement des protocoles de consensus Blockchain, en mettant l'accent sur les derniers progrès du protocole de réplication d'état tolérant aux fautes de Byzantine asynchrone (BFT SMR). Actuellement, sMVBA est devenu le protocole MVBA asynchrone le plus rapide, avec un délai prévu de 10δ. Le rapport propose également deux nouveaux designs de protocole : 2PAC (Consensus asynchrone en 2 phases) et Bloc en pipeline ultra-rapide, qui ont obtenu des améliorations significatives en matière de débit et de délai.
La technologie Blockchain, en tant que technologie de registre distribué décentralisé, garantit l'intégrité et la cohérence des données grâce à un mécanisme de consensus. Le mécanisme de consensus est au cœur du système Blockchain, et ses performances affectent directement l'évolutivité et la sécurité de la Blockchain. Le mécanisme de consensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) présente des avantages uniques pour faire face aux retards réseau et à la défaillance partielle des nœuds, devenant ainsi un point focal de la recherche.
Dans le modèle BFT asynchrone, le système est composé de n = 3f + 1 processus, dont f processus peuvent être malveillamment compromis par un adversaire. Ces processus communiquent entre eux par des canaux asynchrones, et le délai de transmission des messages est contrôlé par l'adversaire. Chaque processus possède une paire de clés publiques et privées pour la signature et la vérification, garantissant l'authenticité et l'intégrité des messages.
Le protocole de consensus Blockchain vise à permettre à tous les nœuds honnêtes de parvenir à un accord sur l'état de la Blockchain. Plus précisément, chaque nœud reçoit continuellement de nouvelles transactions et les regroupe en blocs, garantissant que ces blocs soient convenus par tous les nœuds honnêtes via le protocole de consensus. Le protocole de consensus Blockchain doit répondre à des exigences fondamentales telles que l'activation, la cohérence et la qualité P.
Sur la base de l'analyse des protocoles existants, les chercheurs ont proposé le protocole 2PAC. Ce protocole améliore significativement les performances en simplifiant et en optimisant le processus de consensus. Il comprend deux variantes : 2PAClean et 2PACBIG. 2PAClean atteint un débit de +90 % et un délai d'attente prévu de 9,5δ, avec une complexité de message de O(n²). 2PACBIG est actuellement le protocole de consensus Blockchain le plus rapide avec une complexité de message de O(n³), avec un temps d'exécution MVBA unique sans faute de 4δ.
Les chercheurs ont également proposé un nouveau design de bloc en pipeline, réduisant considérablement la latence des blocs en pipeline. En introduisant un mécanisme de chemin rapide, le temps de décision des blocs en pipeline est même inférieur à celui des blocs non en pipeline sous un ordonnanceur équitable. Ce mécanisme garantit la latence du chemin rapide dans toutes les exécutions et n'est pas affecté par le comportement des processus défaillants.
À travers une analyse théorique et des tests pratiques, le délai d'attente prévu de 2PAClean dans le pire des cas est de 9,5δ, tandis que dans de bonnes conditions (sans pannes et avec un ordonnanceur semi-équitable), il est de 6δ. En comparaison, le délai d'attente prévu de sMVBA est de 10δ, et dans de bonnes conditions, il est de 6δ. Le débit de 2PAClean est augmenté de 80% à 100% par rapport à sMVBA en chaîne. 2PACBIG, en tant que protocole avec une complexité de message de O(n³), a un temps d'exécution MVBA unique de 4δ, ce qui est plus rapide que tous les protocoles existants.
Pour vérifier les performances du nouveau protocole, les chercheurs ont effectué une évaluation computationnelle approfondie. Les résultats montrent que 2PAClean et 2PACBIG affichent des performances exceptionnelles dans diverses conditions de réseau, en particulier dans des environnements à forte latence et à taux de défaillance élevé. 2PAClean réalise un bon équilibre entre la latence de transmission des messages et la complexité computationnelle, tandis que 2PACBIG atteint une latence plus faible grâce à la parallélisation et à l'optimisation du processus de vote.
Avec le développement continu de la technologie Blockchain, le protocole de consensus BFT asynchrone jouera un rôle de plus en plus important dans la garantie de la sécurité et l'amélioration des performances. La conception de 2PAC et des blocs en pipeline ultra-rapides montre la direction de développement future des protocoles de consensus Blockchain, c'est-à-dire en simplifiant la structure du protocole et en optimisant le processus de consensus pour réaliser un débit plus élevé et une latence plus faible.
Les recherches futures peuvent explorer davantage des directions telles que l'optimisation des protocoles, l'analyse de la sécurité et les applications pratiques. Grâce à des recherches et des optimisations continues, la technologie Blockchain jouera un rôle de plus en plus important dans l'économie numérique future, tandis que la nouvelle génération de protocoles de consensus fournira une base solide pour le développement de cette technologie.
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BoredApeResistance
· 07-24 00:40
On dirait que la conclusion est un peu trop sévère.
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InfraVibes
· 07-22 22:00
pro a fait quelque chose de bien !
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BridgeJumper
· 07-22 21:59
C'est trop rapide, non ?
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MEVSupportGroup
· 07-22 21:57
Le débit double, ne parle pas de la latence du papier A4.
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GasFeeVictim
· 07-22 21:44
Est-ce encore un moyen de récolter de l'argent sous le prétexte de l'optimisation des performances ?
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CommunityWorker
· 07-22 21:43
Encore en train de faire un protocole, est-ce utile ?
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DaisyUnicorn
· 07-22 21:43
Les performances s'épanouissent comme un petit fleur~ Le débit a augmenté de 90%, ce petit mignon.
Nouveau breakthrough dans le consensus Blockchain : le protocole 2PAC améliore le débit de 90 % avec une latence réduite à 4δ.
Derniers progrès et applications du protocole de consensus Blockchain
Ce rapport examine en profondeur l'état actuel du développement des protocoles de consensus Blockchain, en mettant l'accent sur les derniers progrès du protocole de réplication d'état tolérant aux fautes de Byzantine asynchrone (BFT SMR). Actuellement, sMVBA est devenu le protocole MVBA asynchrone le plus rapide, avec un délai prévu de 10δ. Le rapport propose également deux nouveaux designs de protocole : 2PAC (Consensus asynchrone en 2 phases) et Bloc en pipeline ultra-rapide, qui ont obtenu des améliorations significatives en matière de débit et de délai.
La technologie Blockchain, en tant que technologie de registre distribué décentralisé, garantit l'intégrité et la cohérence des données grâce à un mécanisme de consensus. Le mécanisme de consensus est au cœur du système Blockchain, et ses performances affectent directement l'évolutivité et la sécurité de la Blockchain. Le mécanisme de consensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) présente des avantages uniques pour faire face aux retards réseau et à la défaillance partielle des nœuds, devenant ainsi un point focal de la recherche.
Dans le modèle BFT asynchrone, le système est composé de n = 3f + 1 processus, dont f processus peuvent être malveillamment compromis par un adversaire. Ces processus communiquent entre eux par des canaux asynchrones, et le délai de transmission des messages est contrôlé par l'adversaire. Chaque processus possède une paire de clés publiques et privées pour la signature et la vérification, garantissant l'authenticité et l'intégrité des messages.
Le protocole de consensus Blockchain vise à permettre à tous les nœuds honnêtes de parvenir à un accord sur l'état de la Blockchain. Plus précisément, chaque nœud reçoit continuellement de nouvelles transactions et les regroupe en blocs, garantissant que ces blocs soient convenus par tous les nœuds honnêtes via le protocole de consensus. Le protocole de consensus Blockchain doit répondre à des exigences fondamentales telles que l'activation, la cohérence et la qualité P.
Sur la base de l'analyse des protocoles existants, les chercheurs ont proposé le protocole 2PAC. Ce protocole améliore significativement les performances en simplifiant et en optimisant le processus de consensus. Il comprend deux variantes : 2PAClean et 2PACBIG. 2PAClean atteint un débit de +90 % et un délai d'attente prévu de 9,5δ, avec une complexité de message de O(n²). 2PACBIG est actuellement le protocole de consensus Blockchain le plus rapide avec une complexité de message de O(n³), avec un temps d'exécution MVBA unique sans faute de 4δ.
Les chercheurs ont également proposé un nouveau design de bloc en pipeline, réduisant considérablement la latence des blocs en pipeline. En introduisant un mécanisme de chemin rapide, le temps de décision des blocs en pipeline est même inférieur à celui des blocs non en pipeline sous un ordonnanceur équitable. Ce mécanisme garantit la latence du chemin rapide dans toutes les exécutions et n'est pas affecté par le comportement des processus défaillants.
À travers une analyse théorique et des tests pratiques, le délai d'attente prévu de 2PAClean dans le pire des cas est de 9,5δ, tandis que dans de bonnes conditions (sans pannes et avec un ordonnanceur semi-équitable), il est de 6δ. En comparaison, le délai d'attente prévu de sMVBA est de 10δ, et dans de bonnes conditions, il est de 6δ. Le débit de 2PAClean est augmenté de 80% à 100% par rapport à sMVBA en chaîne. 2PACBIG, en tant que protocole avec une complexité de message de O(n³), a un temps d'exécution MVBA unique de 4δ, ce qui est plus rapide que tous les protocoles existants.
Pour vérifier les performances du nouveau protocole, les chercheurs ont effectué une évaluation computationnelle approfondie. Les résultats montrent que 2PAClean et 2PACBIG affichent des performances exceptionnelles dans diverses conditions de réseau, en particulier dans des environnements à forte latence et à taux de défaillance élevé. 2PAClean réalise un bon équilibre entre la latence de transmission des messages et la complexité computationnelle, tandis que 2PACBIG atteint une latence plus faible grâce à la parallélisation et à l'optimisation du processus de vote.
Avec le développement continu de la technologie Blockchain, le protocole de consensus BFT asynchrone jouera un rôle de plus en plus important dans la garantie de la sécurité et l'amélioration des performances. La conception de 2PAC et des blocs en pipeline ultra-rapides montre la direction de développement future des protocoles de consensus Blockchain, c'est-à-dire en simplifiant la structure du protocole et en optimisant le processus de consensus pour réaliser un débit plus élevé et une latence plus faible.
Les recherches futures peuvent explorer davantage des directions telles que l'optimisation des protocoles, l'analyse de la sécurité et les applications pratiques. Grâce à des recherches et des optimisations continues, la technologie Blockchain jouera un rôle de plus en plus important dans l'économie numérique future, tandis que la nouvelle génération de protocoles de consensus fournira une base solide pour le développement de cette technologie.