Sui Lutris: Análise do protocolo do sistema distribuído central da blockchain Sui

Após meses de testes, a Mysten Labs atualizou o white paper Sui Lutris em 18 de agosto, estabelecendo os seguintes resultados-chave:

1. Com PTBs e 5K TPS, o Sui pode processar de 140k a 150k operações por segundo, o que indica que o desempenho real do Sui sob o pico da mainnet (cerca de 700TPS) está muito acima dos resultados dos testes de benchmark.

2. Mesmo na eventualidade de alguns nós de validação pararem de funcionar, o atraso na confirmação final do Sui ainda pode ser mantido abaixo de 0,5 segundos.

O white paper detalha o mecanismo de operação do Sui, a prova de segurança e como os testadores externos podem reproduzir os dados relevantes em sua própria verificação.

Após o lançamento da rede principal Sui, aplicações como jogos e NFTs surgiram rapidamente, mostrando um desenvolvimento empolgante. Recentemente, a Mysten Labs lançou o relatório técnico do sistema distribuído que suporta Sui - Sui Lutris. Este sistema permite que o Sui alcance alta capacidade de processamento e estabilidade a longo prazo, mantendo baixa latência.

Desde o nascimento do Bitcoin, a tecnologia blockchain tem avançado significativamente, gerando novas aplicações emergentes como jogos e NFTs. A comunidade blockchain continua a explorar maneiras de aumentar a eficiência, especialmente no que diz respeito ao manuseio de cargas elevadas e latências em tempo real.

Atualmente, as blockchains L1 enfrentam dois grandes desafios: alcançar alta taxa de transferência enquanto mantém baixa latência, e garantir a estabilidade a longo prazo do protocolo de consenso. Esses desafios podem ser enfrentados através da participação e configuração dinâmica dos nós de validação.

Uma forma eficaz de alcançar alta taxa de transferência é através da adoção de um protocolo de consenso baseado em DAG, como o Narwhal/Bullshark utilizado pelo Sui. Esses protocolos permitem que a blockchain processe simultaneamente um grande número de transações, sendo muito adequados para cenários de aplicações como jogos e NFTs. No entanto, os protocolos baseados em DAG podem resultar em atrasos de alguns segundos, o que pode impactar significativamente transferências comuns ou operações de jogos.

Por outro lado, os protocolos sem consenso mostram um enorme potencial na redução da latência e no aumento da escalabilidade, como demonstrado pelo protótipo FastPay em estudos anteriores. Esses protocolos conseguem processar transações rapidamente, eliminando a necessidade de ordenar transações independentes para processamento paralelo. No entanto, eles são aplicáveis apenas a categorias limitadas de operações simples de blockchain, restringindo a expressividade dos contratos inteligentes, e enfrentam desafios na reconfiguração de conjuntos de nós de validação em dinâmica mudança.

Embora ambos os protocolos tenham potencial, atualmente não estão amplamente aplicados em blockchains de nível de produto. O Sui Lutris, como o protocolo central que suporta a rede Sui, combina habilmente o consenso baseado em DAG com métodos sem consenso, alcançando as vantagens de ambos: latência em sub-segundos e uma taxa de transações contínua de milhares por segundo. Ao mesmo tempo, o Sui mantém a capacidade de executar contratos complexos em objetos compartilhados, gerar pontos de verificação e reconfigurar conjuntos de nós de validação entre ciclos.

Fusão de métodos de consenso e sem consenso

Sui Lutris adotou uma estratégia de fusão única. Para operações com ativos de propriedade única (objetos exclusivos), o sistema utiliza um protocolo de broadcast de consistência entre os nós de validação, alcançando uma latência inferior à do consenso. Para contratos inteligentes complexos que operam em objetos compartilhados, Sui Lutris depende apenas do mecanismo de consenso. Além disso, Sui Lutris também suporta operações de manutenção da rede, como definição de pontos de verificação e reconfiguração de nós de validação. Esta estratégia inovadora oferece uma solução que equilibra eficiência e segurança ao lidar com transações em um ambiente bizantino replicado.

O ciclo de vida das transações do Sui Lutris é o seguinte:

1. O utilizador cria e assina uma transação para modificar a combinação de objetos que possui ou objetos exclusivos com objetos partilhados.

2. A transação é enviada através de nós completos para o nó de validação Sui Lutris, que realiza verificações de validade e segurança, assina e retorna ao cliente.

3. O cliente coleta as respostas da maioria dos nós de validação, formando um certificado de transação, momento em que a transação atinge um estado final irreversível.

4. Após a integração do certificado, este é enviado de volta a todos os nós de validação, que confirmam o recebimento. Transações envolvendo objetos exclusivos podem ser processadas e executadas imediatamente, sem a necessidade de esperar pelo motor de consenso (caminho rápido direto). Todos os certificados são encaminhados para o protocolo de consenso baseado em DAG.

5. O número do certificado de saída final do consenso, os nós de validação verificam e executam transações que incluem objetos compartilhados.

6. O cliente pode coletar as respostas da maioria dos nós de validação, montá-las em um certificado válido, como comprovante de liquidação de transações.

7. Em seguida, para cada submissão de consenso, forma-se um ponto de verificação, utilizado para impulsionar o protocolo de reconfiguração.

Além do processo principal de negociação, o Sui Lutris também oferece várias funcionalidades para suportar blockchains de nível de produto:

• Após a conclusão da finalização, implementar o protocolo de verificação de pontos de controle, gerar o histórico de todas as transações do sistema, facilitando a auditoria completa e a sincronização eficiente de todos os nós e nós de verificação atrasados.
• Suporta a reconfiguração no final de cada ciclo, durante o qual o conjunto de nós validadores e seus direitos de voto podem mudar.
• No final do período, desbloquear com segurança os ativos que foram bloqueados por engano, minimizando as perdas causadas por erros.

Como infraestrutura da Sui, o Sui Lutris desempenha um papel crucial. O relatório técnico completo fornece detalhes sobre a segurança e a operação do protocolo de atividade, bem como a prova de segurança de uma parte da sincronização com participantes bizantinos dentro de um modelo de sistema distribuído padrão.