Terobosan baru dalam konsensus BFT asinkron: protokol 2PAC memimpin peningkatan kinerja Blockchain

2025-08-03 20:30:36

Kemajuan dan Aplikasi Terbaru dari Protokol Konsensus Blockchain

Teknologi blockchain sebagai perwakilan dari teknologi buku besar terdistribusi yang terdesentralisasi, inti dari teknologi ini terletak pada mekanisme konsensus. Kinerja mekanisme konsensus secara langsung mempengaruhi skalabilitas dan keamanan sistem blockchain. Laporan ini berfokus pada perkembangan terbaru protokol replikasi mesin keadaan toleran kesalahan Byzantium asinkron (BFT SMR), mendalami protokol asinkron tercepat saat ini dan masalah yang ada, serta mengusulkan dua desain protokol inovatif.

Ringkasan Model BFT Asinkron

Dalam model BFT asinkron, sistem terdiri dari 3f + 1 proses, di mana f dapat dirusak secara jahat. Proses berkomunikasi melalui saluran asinkron, dengan keterlambatan pengiriman pesan yang tidak dapat diprediksi. Setiap proses memiliki pasangan kunci publik dan privat untuk memastikan keaslian dan integritas pesan.

Persyaratan Inti Protokol Konsensus Blockchain

Aktivitas: Pastikan ada blockchain yang telah ditentukan dengan panjang tak terbatas dalam eksekusi tak terbatas.
Konsistensi: Setiap dua blok yang telah diputuskan dalam Blockchain, satu harus menjadi awalan dari yang lain.
Kualitas: Telah ditentukan bahwa dalam Blockchain, proporsi transaksi yang dimasukkan oleh node yang jujur mencapai ambang batas yang ditetapkan.

Tantangan Protokol Konsensus Asynchronous Saat Ini

Saat ini, protokol sMVBA menjadi protokol MVBA asinkron tercepat dengan keterlambatan yang diharapkan sebesar 10δ. Sebelumnya, protokol 2-chain VABA yang dianggap tercepat (keterlambatan yang diharapkan 9.5δ) ditemukan memiliki berbagai kerentanan keamanan, termasuk kurangnya pemeriksaan otentikasi, penggunaan strategi pengangkatan yang menghalangi aktifitas, serta masalah konsistensi yang disebabkan oleh pelonggaran definisi otentikasi pemimpin.

Desain protokol inovatif

1. 2PAC (Konsensus Asinkron Tahap 2)

Protokol 2PAC meningkatkan kinerja secara signifikan dengan menyederhanakan dan mengoptimalkan proses konsensus. Ini mencakup dua varian:

2PAClean: Mencapai peningkatan throughput lebih dari 90%, dengan latensi yang diharapkan sebesar 9.5δ, kompleksitas pesan adalah O(n²).
2PACBIG: Saat ini kompleksitas pesan adalah O(n³) dari protokol konsensus blockchain tercepat, dengan waktu operasi MVBA tunggal hanya 4δ dalam kondisi tanpa kesalahan.

2. Jalur Blok Super Cepat

Desain baru ini secara signifikan mengurangi latensi blok saluran. Dengan memperkenalkan mekanisme jalur cepat, di bawah penjadwalan yang adil, waktu keputusan blok saluran bahkan mungkin lebih kecil daripada blok non-saluran. Mekanisme ini menjamin latensi jalur cepat di semua eksekusi, tidak terpengaruh oleh proses yang gagal.

Evaluasi Kinerja

Analisis teoretis dan pengujian praktis menunjukkan:

2PAClean mengharapkan keterlambatan 9.5δ dalam keadaan terburuk, dan 6δ dalam keadaan baik.
Throughput 2PAClean meningkat 80%-100% dibandingkan dengan sMVBA berbasis Blockchain.
Waktu operasi MVBA tunggal 2PACBIG adalah 4δ, lebih baik daripada semua protokol yang ada.
Desain jalur aliran super cepat memungkinkan s2PAClean dan s2PACBIG masing-masing mencapai waktu keputusan blok aliran 4δ dan 3δ.

Arah Penelitian Masa Depan

Lebih lanjut menyederhanakan dan mengoptimalkan struktur protokol, mengurangi komunikasi dan biaya perhitungan yang tidak perlu.
Menganalisis secara mendalam keamanan protokol baru dalam berbagai skenario serangan.
Menerapkan protokol baru pada sistem Blockchain yang sebenarnya, untuk memverifikasi kinerjanya dalam lingkungan jaringan yang nyata.

Seiring dengan perkembangan teknologi Blockchain yang terus menerus, 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 untuk pengembangan 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. Inovasi ini tidak hanya membuktikan keunggulannya secara teoritis, tetapi juga menunjukkan kinerja luar biasa dalam pengujian praktis, memberikan pemikiran baru untuk mewujudkan protokol konsensus Blockchain yang efisien dan aman.

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.

9 Suka