Blok Zinciri Konsensüs Protokolünün En Son Gelişmeleri ve Uygulamaları
Bu rapor, blok zinciri konsensüs protokollerinin gelişim durumunu incelemekte ve asenkron Bizans hata toleranslı durum makinesi kopyalama (BFT SMR) protokolünün en son gelişmelerini analiz etmektedir. Şu anda, sMVBA en hızlı asenkron MVBA protokolüdür ve beklenen gecikme 10δ'dir. Rapor ayrıca, 2PAC (2 aşamalı asenkron konsensüs) ve süper hızlı boru hattı blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir ve bu tasarımlar, verimlilik ve gecikme açısından önemli iyileştirmeler göstermektedir.
Blok zinciri teknolojisi, merkeziyetsiz bir dağıtık defter teknolojisi olarak, verilerin bütünlüğünü ve tutarlılığını sağlamak için konsensüs mekanizması aracılığıyla çalışır. Konsensüs mekanizması, blok zinciri sisteminin çekirdeğidir ve performansı doğrudan blok zincirinin ölçeklenebilirliği ve güvenliğini etkiler. Asenkron Bizans hata toleransı (BFT) konsensüs mekanizması, ağ gecikmeleri ve kısmi düğüm arızalarıyla başa çıkmada benzersiz avantajlara sahiptir, bu nedenle araştırmanın odak noktası olmuştur.
Modeller ve Tanımlar
Asenkron BFT modelinde, sistem n = 3f + 1 işlemden oluşur; burada f işlem rakipler tarafından kötü niyetle bozulabilir. Bu işlemler, asenkron kanallar aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar ve mesaj iletim gecikmesi rakipler tarafından kontrol edilir. Her işlem, mesajların gerçekliğini ve bütünlüğünü sağlamak için imzalama ve doğrulama amacıyla birer kamu-özel anahtar çiftine sahiptir.
Blok Zinciri Konsensüsü
Blok zinciri konsensüs protokolleri, tüm dürüst düğümlerin blok zincirinin durumu üzerinde uzlaşmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Her düğüm sürekli olarak yeni işlemler almakta ve bunları bloklara paketlemekte, konsensüs protokolü aracılığıyla bu blokların tüm dürüst düğümler arasında uzlaşmasını sağlamaktadır. Blok zinciri konsensüs protokolleri, canlılık, tutarlılık ve P kalitesi gibi temel gereksinimleri karşılamalıdır.
Mevcut Asenkron Konsensüs Protokollerinin Zorlukları
Mevcut en hızlı asenkron konsensüs protokollerinin çeşitli saldırı yöntemleri bulunmaktadır, bu da onların tutarlılığını ve canlılığını tehdit edebilir. Bu sorunlar, denetim sertifikasının eksikliğinden kaynaklanan saldırılar, canlılığı engelleyen iyileştirme stratejilerinin istismar edilmesi ve lider sertifikası tanımının gevşetilmesinden kaynaklanan tutarlılık saldırıları gibi konuları içermektedir. Birkaç yeni mekanizma, örneğin çoklu paralel örneklerin eş zamanlı çalışması gibi, getirilmiş olmasına rağmen bu sorunların tamamen üstesinden gelinememiştir.
Yeni Protokol Tasarımı: 2PAC (2 Aşamalı Asenkron Konsensüs)
Mevcut protokollerin analizi temelinde, araştırmacılar 2PAC protokolünü önerdiler. Bu protokol, konsensüs sürecini basitleştirerek ve optimize ederek performansı önemli ölçüde artırdı. Özellikle iki varyantı içermektedir:
2PAClean: %90'ın üzerinde bir verimlilik ve 9.5δ beklenen gecikme ile, mesaj karmaşıklığı O(n²)'dir. Gereksiz etkileşimleri ve hesaplama yüklerini ortadan kaldırarak protokolün verimliliğini artırdı.
2PACBIG: Şu anda O(n³) karmaşıklığına sahip en hızlı blok zinciri konsensüs protokolüdür. Hatasız tek MVBA çalışma süresi 4δ'dir, gecikmeyi büyük ölçüde azaltır.
Süper Hızlı Akış Hattı Bloku
Araştırmacılar, akış hattı bloklarının gecikmesini önemli ölçüde azaltan yeni bir akış hattı blok tasarımı önerdiler. Hızlı yol mekanizmasının tanıtılmasıyla, adil zamanlayıcı altında, akış hattı bloklarının karar verme süresi, hatta akış hattı olmayan bloklardan daha kısa olabiliyor. Bu mekanizma, tüm yürütmelerde hızlı yol gecikmesini garanti eder ve arızalı süreçlerin davranışından etkilenmez.
Nicel Sonuç
Teorik analiz ve pratik testler aracılığıyla, 2PAClean'in en kötü durumda beklenen gecikmesi 9.5δ iken, iyi durumda (hatasız ve yarı adil planlayıcı) 6δ'dir. Buna karşılık, sMVBA'nın beklenen gecikmesi 10δ, iyi durumda ise 6δ'dir. 2PAClean'in verimliliği, zincir tabanlı sMVBA'ya göre %80 ila %100 oranında artmıştır; bu, yeni tasarımda gereksiz blok atma ve hesaplama yüklerinin önlenmesine dayanmaktadır.
2PACBIG, O(n³) karmaşıklığına sahip bir protokol olarak, tek bir MVBA çalıştırma süresi 4δ olup, mevcut tüm protokollerden daha hızlıdır. Ayrıca, süper hızlı boru hattı blok tasarımı, s2PAClean ve s2PACBIG'in sırasıyla 4δ ve 3δ boru hattı blok karar süresini gerçekleştirmesini sağlayarak protokolün performansını daha da artırmıştır.
Hesaplama Değerlendirmesi
Yeni protokolün performansını doğrulamak için araştırmacılar kapsamlı hesaplama değerlendirmeleri gerçekleştirdi. Sonuçlar, 2PAClean ve 2PACBIG'in çeşitli ağ koşullarında mükemmel performans gösterdiğini, özellikle yüksek gecikme ve yüksek hata oranı ortamlarında üstünlük sağladığını ortaya koydu. 2PAClean, mesaj iletim gecikmesi ile hesaplama karmaşıklığı arasında iyi bir denge sağlarken, 2PACBIG, paralelleştirme ve oylama sürecini optimize ederek daha düşük gecikme elde etti.
Blockchain teknolojisinin sürekli gelişimiyle birlikte, asenkron BFT konsensüs protokolü güvenliği sağlama ve performansı artırma konusunda giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. 2PAC ve süper hızlı boru hattı blok tasarımı, gelecekteki blockchain konsensüs protokollerinin gelişim yönünü göstermekte; yani, protokol yapısını sadeleştirerek ve konsensüs sürecini optimize ederek daha yüksek bir verim ve daha düşük gecikme sağlamak.
Gelecek Araştırma Yönleri
Protokol optimizasyonu: Protokol yapısını daha da sadeleştirmek ve optimize etmek, gereksiz mesajlaşma ve hesaplama yükünü azaltmak.
Güvenlik Analizi: Yeni protokolün çeşitli saldırı senaryolarındaki güvenliğini derinlemesine analiz ederek, gerçek uygulamalardaki güvenilirliğini sağlamak.
Gerçek Uygulama: Yeni protokolü gerçek blockchain sistemlerine uygulamak ve gerçek ağ ortamındaki performansını doğrulamak.
Bu rapor, mevcut asenkron blok zinciri konsensüs protokollerinin avantaj ve dezavantajlarını ayrıntılı bir şekilde analiz etmekte ve 2PAC ile süper hızlı boru hattı blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir. Yeni tasarımlar, verimliliği artırma ve gecikmeyi azaltma konusunda önemli avantajlar sergilemekte ve gelecekteki blok zinciri teknolojisi gelişimi için önemli bir referans sunmaktadır. Bu yeni protokoller, hem teorik olarak üstünlüklerini kanıtlamakta hem de pratik testlerde olağanüstü performans göstermekte, verimli ve güvenli blok zinciri konsensüs protokollerinin gerçekleştirilmesi için yeni bir yaklaşım sunmaktadır.
Sürekli araştırma ve optimizasyon yoluyla, blok zinciri teknolojisi gelecekteki dijital ekonomide daha önemli bir rol oynayacak ve yeni nesil konsensüs protokolleri bu teknolojinin gelişimi için sağlam bir temel sağlayacaktır.
View Original
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
10 Likes
Reward
10
5
Share
Comment
0/400
ChainMaskedRider
· 07-08 17:48
2pac gerçekten harika! Eski protokolden en az 10 kat daha hızlı
View OriginalReply0
GasFeePhobia
· 07-07 13:10
Konsensüs yine yenilendi!
View OriginalReply0
CoffeeNFTs
· 07-07 08:59
Bu mu? Algoritma optimizasyonu er ya da geç bir darboğaza dönüşecek.
View OriginalReply0
ZkSnarker
· 07-07 08:50
teknik olarak, bu 2pac olayını daha önce gördük... sadece konsensüs protokolü bingo'da başka bir gün
Yeni nesil asenkron konsensüs protokolü 2PAC, blok zinciri performansını önemli ölçüde artırıyor.
Blok Zinciri Konsensüs Protokolünün En Son Gelişmeleri ve Uygulamaları
Bu rapor, blok zinciri konsensüs protokollerinin gelişim durumunu incelemekte ve asenkron Bizans hata toleranslı durum makinesi kopyalama (BFT SMR) protokolünün en son gelişmelerini analiz etmektedir. Şu anda, sMVBA en hızlı asenkron MVBA protokolüdür ve beklenen gecikme 10δ'dir. Rapor ayrıca, 2PAC (2 aşamalı asenkron konsensüs) ve süper hızlı boru hattı blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir ve bu tasarımlar, verimlilik ve gecikme açısından önemli iyileştirmeler göstermektedir.
Blok zinciri teknolojisi, merkeziyetsiz bir dağıtık defter teknolojisi olarak, verilerin bütünlüğünü ve tutarlılığını sağlamak için konsensüs mekanizması aracılığıyla çalışır. Konsensüs mekanizması, blok zinciri sisteminin çekirdeğidir ve performansı doğrudan blok zincirinin ölçeklenebilirliği ve güvenliğini etkiler. Asenkron Bizans hata toleransı (BFT) konsensüs mekanizması, ağ gecikmeleri ve kısmi düğüm arızalarıyla başa çıkmada benzersiz avantajlara sahiptir, bu nedenle araştırmanın odak noktası olmuştur.
Modeller ve Tanımlar
Asenkron BFT modelinde, sistem n = 3f + 1 işlemden oluşur; burada f işlem rakipler tarafından kötü niyetle bozulabilir. Bu işlemler, asenkron kanallar aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar ve mesaj iletim gecikmesi rakipler tarafından kontrol edilir. Her işlem, mesajların gerçekliğini ve bütünlüğünü sağlamak için imzalama ve doğrulama amacıyla birer kamu-özel anahtar çiftine sahiptir.
Blok Zinciri Konsensüsü
Blok zinciri konsensüs protokolleri, tüm dürüst düğümlerin blok zincirinin durumu üzerinde uzlaşmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Her düğüm sürekli olarak yeni işlemler almakta ve bunları bloklara paketlemekte, konsensüs protokolü aracılığıyla bu blokların tüm dürüst düğümler arasında uzlaşmasını sağlamaktadır. Blok zinciri konsensüs protokolleri, canlılık, tutarlılık ve P kalitesi gibi temel gereksinimleri karşılamalıdır.
Mevcut Asenkron Konsensüs Protokollerinin Zorlukları
Mevcut en hızlı asenkron konsensüs protokollerinin çeşitli saldırı yöntemleri bulunmaktadır, bu da onların tutarlılığını ve canlılığını tehdit edebilir. Bu sorunlar, denetim sertifikasının eksikliğinden kaynaklanan saldırılar, canlılığı engelleyen iyileştirme stratejilerinin istismar edilmesi ve lider sertifikası tanımının gevşetilmesinden kaynaklanan tutarlılık saldırıları gibi konuları içermektedir. Birkaç yeni mekanizma, örneğin çoklu paralel örneklerin eş zamanlı çalışması gibi, getirilmiş olmasına rağmen bu sorunların tamamen üstesinden gelinememiştir.
Yeni Protokol Tasarımı: 2PAC (2 Aşamalı Asenkron Konsensüs)
Mevcut protokollerin analizi temelinde, araştırmacılar 2PAC protokolünü önerdiler. Bu protokol, konsensüs sürecini basitleştirerek ve optimize ederek performansı önemli ölçüde artırdı. Özellikle iki varyantı içermektedir:
2PAClean: %90'ın üzerinde bir verimlilik ve 9.5δ beklenen gecikme ile, mesaj karmaşıklığı O(n²)'dir. Gereksiz etkileşimleri ve hesaplama yüklerini ortadan kaldırarak protokolün verimliliğini artırdı.
2PACBIG: Şu anda O(n³) karmaşıklığına sahip en hızlı blok zinciri konsensüs protokolüdür. Hatasız tek MVBA çalışma süresi 4δ'dir, gecikmeyi büyük ölçüde azaltır.
Süper Hızlı Akış Hattı Bloku
Araştırmacılar, akış hattı bloklarının gecikmesini önemli ölçüde azaltan yeni bir akış hattı blok tasarımı önerdiler. Hızlı yol mekanizmasının tanıtılmasıyla, adil zamanlayıcı altında, akış hattı bloklarının karar verme süresi, hatta akış hattı olmayan bloklardan daha kısa olabiliyor. Bu mekanizma, tüm yürütmelerde hızlı yol gecikmesini garanti eder ve arızalı süreçlerin davranışından etkilenmez.
Nicel Sonuç
Teorik analiz ve pratik testler aracılığıyla, 2PAClean'in en kötü durumda beklenen gecikmesi 9.5δ iken, iyi durumda (hatasız ve yarı adil planlayıcı) 6δ'dir. Buna karşılık, sMVBA'nın beklenen gecikmesi 10δ, iyi durumda ise 6δ'dir. 2PAClean'in verimliliği, zincir tabanlı sMVBA'ya göre %80 ila %100 oranında artmıştır; bu, yeni tasarımda gereksiz blok atma ve hesaplama yüklerinin önlenmesine dayanmaktadır.
2PACBIG, O(n³) karmaşıklığına sahip bir protokol olarak, tek bir MVBA çalıştırma süresi 4δ olup, mevcut tüm protokollerden daha hızlıdır. Ayrıca, süper hızlı boru hattı blok tasarımı, s2PAClean ve s2PACBIG'in sırasıyla 4δ ve 3δ boru hattı blok karar süresini gerçekleştirmesini sağlayarak protokolün performansını daha da artırmıştır.
Hesaplama Değerlendirmesi
Yeni protokolün performansını doğrulamak için araştırmacılar kapsamlı hesaplama değerlendirmeleri gerçekleştirdi. Sonuçlar, 2PAClean ve 2PACBIG'in çeşitli ağ koşullarında mükemmel performans gösterdiğini, özellikle yüksek gecikme ve yüksek hata oranı ortamlarında üstünlük sağladığını ortaya koydu. 2PAClean, mesaj iletim gecikmesi ile hesaplama karmaşıklığı arasında iyi bir denge sağlarken, 2PACBIG, paralelleştirme ve oylama sürecini optimize ederek daha düşük gecikme elde etti.
Blockchain teknolojisinin sürekli gelişimiyle birlikte, asenkron BFT konsensüs protokolü güvenliği sağlama ve performansı artırma konusunda giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. 2PAC ve süper hızlı boru hattı blok tasarımı, gelecekteki blockchain konsensüs protokollerinin gelişim yönünü göstermekte; yani, protokol yapısını sadeleştirerek ve konsensüs sürecini optimize ederek daha yüksek bir verim ve daha düşük gecikme sağlamak.
Gelecek Araştırma Yönleri
Protokol optimizasyonu: Protokol yapısını daha da sadeleştirmek ve optimize etmek, gereksiz mesajlaşma ve hesaplama yükünü azaltmak.
Güvenlik Analizi: Yeni protokolün çeşitli saldırı senaryolarındaki güvenliğini derinlemesine analiz ederek, gerçek uygulamalardaki güvenilirliğini sağlamak.
Gerçek Uygulama: Yeni protokolü gerçek blockchain sistemlerine uygulamak ve gerçek ağ ortamındaki performansını doğrulamak.
Bu rapor, mevcut asenkron blok zinciri konsensüs protokollerinin avantaj ve dezavantajlarını ayrıntılı bir şekilde analiz etmekte ve 2PAC ile süper hızlı boru hattı blokları olmak üzere iki yeni protokol tasarımı önermektedir. Yeni tasarımlar, verimliliği artırma ve gecikmeyi azaltma konusunda önemli avantajlar sergilemekte ve gelecekteki blok zinciri teknolojisi gelişimi için önemli bir referans sunmaktadır. Bu yeni protokoller, hem teorik olarak üstünlüklerini kanıtlamakta hem de pratik testlerde olağanüstü performans göstermekte, verimli ve güvenli blok zinciri konsensüs protokollerinin gerçekleştirilmesi için yeni bir yaklaşım sunmaktadır.
Sürekli araştırma ve optimizasyon yoluyla, blok zinciri teknolojisi gelecekteki dijital ekonomide daha önemli bir rol oynayacak ve yeni nesil konsensüs protokolleri bu teknolojinin gelişimi için sağlam bir temel sağlayacaktır.