Kemajuan dan Aplikasi Terbaru Protokol Konsensus Blockchain
Laporan ini secara mendalam membahas perkembangan terkini dari protokol konsensus Blockchain, dengan fokus menganalisis kemajuan terbaru dari protokol replikasi mesin keadaan toleran kesalahan Byzantine asinkron (BFT SMR). Saat ini, sMVBA menjadi protokol MVBA asinkron tercepat dengan perkiraan latensi 10δ. Laporan ini juga mengusulkan dua desain protokol baru: 2PAC (konsensus asinkron dua tahap) dan blok pipa super cepat, yang telah mencapai perbaikan signifikan dalam hal throughput dan latensi.
Teknologi blockchain sebagai teknologi buku besar terdistribusi yang terdesentralisasi, memastikan integritas dan konsistensi data melalui mekanisme konsensus. Mekanisme konsensus adalah inti dari sistem blockchain, dan kinerjanya secara langsung mempengaruhi skalabilitas dan keamanan blockchain. Mekanisme konsensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) memiliki keunggulan unik dalam menghadapi keterlambatan jaringan dan kegagalan sebagian node, sehingga menjadi fokus penelitian.
Dalam model BFT asinkron, sistem terdiri dari n = 3f + 1 proses, di mana f proses dapat dirusak secara jahat oleh lawan. Proses-proses ini saling berkomunikasi melalui saluran asinkron, dan penundaan pengiriman pesan dikendalikan oleh lawan. Setiap proses memiliki sepasang kunci publik dan privat untuk tanda tangan dan verifikasi, memastikan keaslian dan integritas pesan.
Protokol konsensus blockchain bertujuan untuk membuat semua node yang jujur mencapai kesepakatan tentang status blockchain. Secara spesifik, setiap node terus menerima transaksi baru dan mengemasnya menjadi blok, memastikan bahwa blok-blok ini disepakati oleh semua node yang jujur melalui protokol konsensus. Protokol konsensus blockchain perlu memenuhi persyaratan dasar seperti aktivitas, konsistensi, dan kualitas P.
Berdasarkan analisis terhadap protokol yang ada, para peneliti mengusulkan protokol 2PAC. Protokol ini secara signifikan meningkatkan kinerja dengan menyederhanakan dan mengoptimalkan proses konsensus. Secara khusus, terdapat dua varian: 2PAClean dan 2PACBIG. 2PAClean mencapai throughput +90% dan latensi yang diharapkan sebesar 9.5δ, dengan kompleksitas pesan O(n²). 2PACBIG adalah protokol konsensus blockchain tercepat saat ini dengan kompleksitas pesan O(n³), dengan waktu eksekusi MVBA tunggal tanpa kesalahan sebesar 4δ.
Peneliti juga mengusulkan desain blok alur baru yang secara signifikan mengurangi latensi blok alur. Dengan memperkenalkan mekanisme jalur cepat, waktu keputusan blok alur bahkan lebih kecil dibandingkan blok non-alur di bawah penjadwal yang adil. Mekanisme ini dapat menjamin latensi jalur cepat dalam semua eksekusi dan tidak terpengaruh oleh perilaku proses yang gagal.
Melalui analisis teoretis dan pengujian praktis, 2PAClean memiliki latensi yang diharapkan dalam skenario terburuk sebesar 9.5δ, sedangkan dalam skenario baik (tanpa kesalahan dan penjadwalan setengah adil) sebesar 6δ. Sebagai perbandingan, latensi yang diharapkan dari sMVBA adalah 10δ, dan dalam skenario baik adalah 6δ. Melalui 2PAClean, throughput meningkat 80% hingga 100% dibandingkan dengan sMVBA berbasis rantai. 2PACBIG sebagai protokol dengan kompleksitas pesan O(n³), waktu eksekusi MVBA tunggalnya adalah 4δ, lebih cepat daripada semua protokol yang ada.
Untuk memverifikasi kinerja protokol baru, para peneliti melakukan evaluasi komputasi yang luas. Hasilnya menunjukkan bahwa 2PAClean dan 2PACBIG menunjukkan kinerja yang sangat baik di berbagai kondisi jaringan, terutama dalam lingkungan dengan latensi tinggi dan tingkat kegagalan yang tinggi. 2PAClean mencapai keseimbangan yang baik antara latensi pengiriman pesan dan kompleksitas komputasi, sementara 2PACBIG mencapai latensi yang lebih rendah melalui paralelisasi dan optimisasi proses pemungutan suara.
Seiring dengan perkembangan teknologi Blockchain yang terus berlanjut, protokol konsensus BFT asinkron akan memainkan peran yang semakin penting dalam menjamin keamanan dan meningkatkan kinerja. Desain 2PAC dan blok jalur cepat super menunjukkan arah perkembangan protokol konsensus Blockchain di masa depan, yaitu dengan menyederhanakan struktur protokol dan mengoptimalkan proses konsensus, untuk mencapai throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah.
Penelitian di masa depan dapat lebih mengeksplorasi arah seperti optimasi protokol, analisis keamanan, dan aplikasi praktis. Melalui penelitian dan optimasi yang terus-menerus, teknologi Blockchain akan memainkan peran yang semakin penting dalam ekonomi digital di masa depan, sementara generasi baru protokol konsensus akan memberikan dasar yang kuat bagi perkembangan teknologi ini.
Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
22 Suka
Hadiah
22
7
Bagikan
Komentar
0/400
BoredApeResistance
· 07-24 00:40
Lihat kesimpulan, sepertinya agak keras ya.
Lihat AsliBalas0
InfraVibes
· 07-22 22:00
pro membuat sesuatu yang bagus!
Lihat AsliBalas0
BridgeJumper
· 07-22 21:59
Ini terlalu cepat, ya?
Lihat AsliBalas0
MEVSupportGroup
· 07-22 21:57
Throughput dua kali lipat, latensi kertas A4 dan sejenisnya jangan dibesar-besarkan.
Lihat AsliBalas0
GasFeeVictim
· 07-22 21:44
Apakah ini lagi-lagi mengeruk uang dengan dalih optimisasi kinerja?
Lihat AsliBalas0
CommunityWorker
· 07-22 21:43
Lagi-lagi membuat protokol, ada gunanya?
Lihat AsliBalas0
DaisyUnicorn
· 07-22 21:43
Kinerja mekar seperti bunga kecil~ Peningkatan throughput 90% si imut ini
Blockchain konsensus baru: protokol 2PAC meningkatkan 90% throughput latensi rendah hingga 4δ
Kemajuan dan Aplikasi Terbaru Protokol Konsensus Blockchain
Laporan ini secara mendalam membahas perkembangan terkini dari protokol konsensus Blockchain, dengan fokus menganalisis kemajuan terbaru dari protokol replikasi mesin keadaan toleran kesalahan Byzantine asinkron (BFT SMR). Saat ini, sMVBA menjadi protokol MVBA asinkron tercepat dengan perkiraan latensi 10δ. Laporan ini juga mengusulkan dua desain protokol baru: 2PAC (konsensus asinkron dua tahap) dan blok pipa super cepat, yang telah mencapai perbaikan signifikan dalam hal throughput dan latensi.
Teknologi blockchain sebagai teknologi buku besar terdistribusi yang terdesentralisasi, memastikan integritas dan konsistensi data melalui mekanisme konsensus. Mekanisme konsensus adalah inti dari sistem blockchain, dan kinerjanya secara langsung mempengaruhi skalabilitas dan keamanan blockchain. Mekanisme konsensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) memiliki keunggulan unik dalam menghadapi keterlambatan jaringan dan kegagalan sebagian node, sehingga menjadi fokus penelitian.
Dalam model BFT asinkron, sistem terdiri dari n = 3f + 1 proses, di mana f proses dapat dirusak secara jahat oleh lawan. Proses-proses ini saling berkomunikasi melalui saluran asinkron, dan penundaan pengiriman pesan dikendalikan oleh lawan. Setiap proses memiliki sepasang kunci publik dan privat untuk tanda tangan dan verifikasi, memastikan keaslian dan integritas pesan.
Protokol konsensus blockchain bertujuan untuk membuat semua node yang jujur mencapai kesepakatan tentang status blockchain. Secara spesifik, setiap node terus menerima transaksi baru dan mengemasnya menjadi blok, memastikan bahwa blok-blok ini disepakati oleh semua node yang jujur melalui protokol konsensus. Protokol konsensus blockchain perlu memenuhi persyaratan dasar seperti aktivitas, konsistensi, dan kualitas P.
Berdasarkan analisis terhadap protokol yang ada, para peneliti mengusulkan protokol 2PAC. Protokol ini secara signifikan meningkatkan kinerja dengan menyederhanakan dan mengoptimalkan proses konsensus. Secara khusus, terdapat dua varian: 2PAClean dan 2PACBIG. 2PAClean mencapai throughput +90% dan latensi yang diharapkan sebesar 9.5δ, dengan kompleksitas pesan O(n²). 2PACBIG adalah protokol konsensus blockchain tercepat saat ini dengan kompleksitas pesan O(n³), dengan waktu eksekusi MVBA tunggal tanpa kesalahan sebesar 4δ.
Peneliti juga mengusulkan desain blok alur baru yang secara signifikan mengurangi latensi blok alur. Dengan memperkenalkan mekanisme jalur cepat, waktu keputusan blok alur bahkan lebih kecil dibandingkan blok non-alur di bawah penjadwal yang adil. Mekanisme ini dapat menjamin latensi jalur cepat dalam semua eksekusi dan tidak terpengaruh oleh perilaku proses yang gagal.
Melalui analisis teoretis dan pengujian praktis, 2PAClean memiliki latensi yang diharapkan dalam skenario terburuk sebesar 9.5δ, sedangkan dalam skenario baik (tanpa kesalahan dan penjadwalan setengah adil) sebesar 6δ. Sebagai perbandingan, latensi yang diharapkan dari sMVBA adalah 10δ, dan dalam skenario baik adalah 6δ. Melalui 2PAClean, throughput meningkat 80% hingga 100% dibandingkan dengan sMVBA berbasis rantai. 2PACBIG sebagai protokol dengan kompleksitas pesan O(n³), waktu eksekusi MVBA tunggalnya adalah 4δ, lebih cepat daripada semua protokol yang ada.
Untuk memverifikasi kinerja protokol baru, para peneliti melakukan evaluasi komputasi yang luas. Hasilnya menunjukkan bahwa 2PAClean dan 2PACBIG menunjukkan kinerja yang sangat baik di berbagai kondisi jaringan, terutama dalam lingkungan dengan latensi tinggi dan tingkat kegagalan yang tinggi. 2PAClean mencapai keseimbangan yang baik antara latensi pengiriman pesan dan kompleksitas komputasi, sementara 2PACBIG mencapai latensi yang lebih rendah melalui paralelisasi dan optimisasi proses pemungutan suara.
Seiring dengan perkembangan teknologi Blockchain yang terus berlanjut, protokol konsensus BFT asinkron akan memainkan peran yang semakin penting dalam menjamin keamanan dan meningkatkan kinerja. Desain 2PAC dan blok jalur cepat super menunjukkan arah perkembangan protokol konsensus Blockchain di masa depan, yaitu dengan menyederhanakan struktur protokol dan mengoptimalkan proses konsensus, untuk mencapai throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah.
Penelitian di masa depan dapat lebih mengeksplorasi arah seperti optimasi protokol, analisis keamanan, dan aplikasi praktis. Melalui penelitian dan optimasi yang terus-menerus, teknologi Blockchain akan memainkan peran yang semakin penting dalam ekonomi digital di masa depan, sementara generasi baru protokol konsensus akan memberikan dasar yang kuat bagi perkembangan teknologi ini.