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区块链共识协议最新进展:异步BFT和新协议设计引领未来

2024-07-10 13:45
摘要

本报告探讨了区块链共识协议的最新发展,特别是异步拜占庭容错状态机复制(BFT SMR)协议的进展。报告分析了当前最为快速的异步协议,并介绍了两种新设计的协议:2PAC和超快速流水线区块,展示了其在提高吞吐量和降低延迟方面的显著改进。

区块链共识协议最新进展:异步BFT和新协议设计引领未来

(图片来源:JB51.Net)

 

区块链技术通过共识机制确保数据的完整性和一致性,共识机制的性能直接影响区块链的可扩展性和安全性。异步拜占庭容错(BFT)共识机制在应对网络延迟和部分节点失效方面具有独特优势,因而成为研究重点。本报告深入探讨了异步BFT模型的最新进展,尤其是2-chain VABA协议和sMVBA协议的优缺点。

在异步BFT模型中,系统由n = 3f + 1个进程组成,其中f个进程可能被对手恶意破坏。消息的传递延迟由对手控制,每个进程拥有一对公私钥用于签名和验证,确保消息的真实性和完整性。

当前最为快速的异步协议是2-chain VABA,但由于存在漏洞,其预期延迟未能实现。相反,sMVBA成为目前最快的异步MVBA协议,预期延迟为10δ。基于对现有协议的分析,报告提出了两种新的协议设计:2PAC(2阶段异步共识)和超快速流水线区块。

2PAC协议通过简化和优化共识过程显著提高了性能,具体包括2PAClean和2PACBIG两个变种。2PAClean实现了+90%的吞吐量和9.5δ的预期延迟,而2PACBIG是目前消息复杂度为O(n³)的最快区块链共识协议,单次MVBA运行时间为4δ。此外,超快速流水线区块设计显著减少了流水线区块的延迟。

通过理论分析和实际测试,2PAClean和2PACBIG在各种网络条件下表现出优异的性能,特别是在高延迟和高故障率的环境中。这些新协议在提高吞吐量和减少延迟方面表现出显著优势,为未来的区块链技术发展提供了重要参考。

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