Derniers avancements et applications du protocole de consensus Blockchain
La technologie Blockchain, en tant que représentante de la technologie des livres de comptes décentralisés et distribués, repose sur un mécanisme de consensus. La performance du mécanisme de consensus influence directement l'évolutivité et la sécurité des systèmes Blockchain. Ce rapport se concentre sur les derniers développements du protocole de réplication d'état tolérant aux fautes byzantines asynchrone (BFT SMR), explorant en profondeur les protocoles asynchrones les plus rapides actuellement disponibles et les problèmes qui y sont associés, tout en proposant deux conceptions de protocoles innovants.
Aperçu du modèle BFT asynchrone
Dans le modèle BFT asynchrone, le système est composé de 3f + 1 processus, dont f peuvent être compromis de manière malveillante. Les processus communiquent par des canaux asynchrones, et le délai de transmission des messages est imprévisible. Chaque processus possède une paire de clés publiques et privées pour garantir l'authenticité et l'intégrité des messages.
Exigences fondamentales du protocole de consensus Blockchain
Activité : Assurez-vous qu'il existe une Blockchain décidée infiniment longue dans une exécution infinie.
Cohérence : Dans une Blockchain décidée, l'une de deux blocs doit être le préfixe de l'autre.
Qualité : Il a été décidé que dans la Blockchain, la proportion des transactions entrées par des nœuds honnêtes atteindra un seuil prédéfini.
Défis actuels du protocole de consensus asynchrone
Actuellement, le protocole sMVBA est devenu le protocole MVBA asynchrone le plus rapide avec un délai anticipé de 10δ. Le protocole 2-chain VABA, précédemment considéré comme le plus rapide (délai anticipé de 9.5δ), a été découvert avec plusieurs vulnérabilités de sécurité, y compris le manque de vérification d'authentification, l'utilisation de stratégies d'amélioration qui entravent l'activité, ainsi que des problèmes de cohérence dus à un assouplissement de la définition de l'authentification des leaders.
Conception de protocole innovant
1. 2PAC (Consensus asynchrone en 2 étapes)
Le protocole 2PAC améliore considérablement les performances en simplifiant et en optimisant le processus de consensus. Il comprend deux variantes :
2PAClean : a réalisé une amélioration de plus de 90 % du débit, avec un délai prévu de 9,5δ et une complexité de message de O(n²).
2PACBIG : La complexité des messages actuelle est de O(n³), le protocole de consensus Blockchain le plus rapide, avec un temps d'exécution MVBA unique de seulement 4δ en l'absence de pannes.
2. Pipeline Bloc ultra-rapide
Cette nouvelle conception réduit considérablement le délai des blocs en pipeline. En introduisant un mécanisme de chemin rapide, sous un ordonnanceur équitable, le temps de décision des blocs en pipeline pourrait même être inférieur à celui des blocs non en pipeline. Ce mécanisme garantit un délai de chemin rapide dans toutes les exécutions, sans être affecté par les processus défaillants.
Évaluation des performances
L'analyse théorique et les tests pratiques montrent :
2PAClean a une attente de délai de 9.5δ dans le pire des cas et de 6δ dans le meilleur des cas.
Le débit de 2PAClean est amélioré de 80%-100% par rapport au protocole sMVBA.
Le temps d'exécution unique de MVBA de 2PACBIG est de 4δ, meilleur que tous les protocoles existants.
La conception de pipeline ultra-rapide permet à s2PAClean et s2PACBIG d'atteindre respectivement des temps de décision de bloc de 4δ et 3δ.
Directions de recherche futures
Simplifier et optimiser davantage la structure du protocole, réduire les messages inutiles et les coûts de calcul.
Analyser en profondeur la sécurité du nouveau protocole dans divers scénarios d'attaque.
Appliquer le nouveau protocole aux systèmes Blockchain réels, vérifier ses performances dans un environnement réseau réel.
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 de pipeline ultra-rapides indique la direction du développement futur des protocoles de consensus Blockchain, à savoir réaliser un débit plus élevé et une latence plus faible en simplifiant la structure du protocole et en optimisant le processus de consensus. Ces innovations ont non seulement prouvé leur supériorité sur le plan théorique, mais ont également démontré des performances exceptionnelles lors des tests pratiques, offrant de nouvelles idées pour la réalisation de protocoles de consensus Blockchain efficaces et sûrs.
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CryptoCross-TalkClub
· Il y a 2h
Il n'y a pas vraiment de pigeons qui peuvent comprendre ce document BFT, n'est-ce pas ?
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ApeWithNoFear
· Il y a 2h
Attendre que le BFT sauve les frais de gas
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Hash_Bandit
· Il y a 2h
bruh me rappelle ces débats sur le consensus eth des débuts... bien plus élégant que le pow mais a toujours ces obstacles de scalabilité pour être honnête.
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pumpamentalist
· Il y a 2h
On parle ici du mécanisme de consensus.
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OnChain_Detective
· Il y a 2h
hmm l'analyse de motif suggère des préoccupations de sécurité potentielles avec des canaux asynchrones... je le signale pour révision à vrai dire
Nouvelle percée dans le consensus BFT asynchrone : le protocole 2PAC mène à l'amélioration des performances de la Blockchain
Derniers avancements et applications du protocole de consensus Blockchain
La technologie Blockchain, en tant que représentante de la technologie des livres de comptes décentralisés et distribués, repose sur un mécanisme de consensus. La performance du mécanisme de consensus influence directement l'évolutivité et la sécurité des systèmes Blockchain. Ce rapport se concentre sur les derniers développements du protocole de réplication d'état tolérant aux fautes byzantines asynchrone (BFT SMR), explorant en profondeur les protocoles asynchrones les plus rapides actuellement disponibles et les problèmes qui y sont associés, tout en proposant deux conceptions de protocoles innovants.
Aperçu du modèle BFT asynchrone
Dans le modèle BFT asynchrone, le système est composé de 3f + 1 processus, dont f peuvent être compromis de manière malveillante. Les processus communiquent par des canaux asynchrones, et le délai de transmission des messages est imprévisible. Chaque processus possède une paire de clés publiques et privées pour garantir l'authenticité et l'intégrité des messages.
Exigences fondamentales du protocole de consensus Blockchain
Défis actuels du protocole de consensus asynchrone
Actuellement, le protocole sMVBA est devenu le protocole MVBA asynchrone le plus rapide avec un délai anticipé de 10δ. Le protocole 2-chain VABA, précédemment considéré comme le plus rapide (délai anticipé de 9.5δ), a été découvert avec plusieurs vulnérabilités de sécurité, y compris le manque de vérification d'authentification, l'utilisation de stratégies d'amélioration qui entravent l'activité, ainsi que des problèmes de cohérence dus à un assouplissement de la définition de l'authentification des leaders.
Conception de protocole innovant
1. 2PAC (Consensus asynchrone en 2 étapes)
Le protocole 2PAC améliore considérablement les performances en simplifiant et en optimisant le processus de consensus. Il comprend deux variantes :
2. Pipeline Bloc ultra-rapide
Cette nouvelle conception réduit considérablement le délai des blocs en pipeline. En introduisant un mécanisme de chemin rapide, sous un ordonnanceur équitable, le temps de décision des blocs en pipeline pourrait même être inférieur à celui des blocs non en pipeline. Ce mécanisme garantit un délai de chemin rapide dans toutes les exécutions, sans être affecté par les processus défaillants.
Évaluation des performances
L'analyse théorique et les tests pratiques montrent :
Directions de recherche futures
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 de pipeline ultra-rapides indique la direction du développement futur des protocoles de consensus Blockchain, à savoir réaliser un débit plus élevé et une latence plus faible en simplifiant la structure du protocole et en optimisant le processus de consensus. Ces innovations ont non seulement prouvé leur supériorité sur le plan théorique, mais ont également démontré des performances exceptionnelles lors des tests pratiques, offrant de nouvelles idées pour la réalisation de protocoles de consensus Blockchain efficaces et sûrs.