Protokol Blockchain Pilot: Menggabungkan Konsensus DAG dan metode tanpa Konsensus untuk mencapai throughput tinggi dan latensi rendah

Teks Utama

Teknologi blockchain telah mencapai kemajuan yang signifikan sejak lahirnya Bitcoin. Dengan munculnya aplikasi baru seperti game dan NFT, industri terus menjelajahi cara untuk meningkatkan efisiensi teknologi, terutama dalam menangani beban tinggi dan mencapai latensi waktu nyata. Blockchain L1 menghadapi dua tantangan besar: pertama, perlu mencapai throughput tinggi sambil mempertahankan latensi rendah, dan kedua, memastikan stabilitas jangka panjang protokol konsensus. Dalam mengatasi tantangan ini, desentralisasi harus dipertahankan melalui partisipasi dinamis dan konfigurasi ulang dari node validasi.

Salah satu cara untuk meningkatkan throughput adalah dengan menggunakan protokol konsensus berbasis DAG. Protokol semacam ini memungkinkan blockchain untuk memproses sejumlah besar transaksi secara bersamaan, sangat cocok untuk aplikasi seperti game dan NFT. Namun, protokol berbasis DAG biasanya menyebabkan keterlambatan beberapa detik, yang merupakan biaya waktu yang cukup tinggi untuk transfer biasa atau operasi game.

Di sisi lain, protokol tanpa konsensus menunjukkan potensi besar dalam mengurangi latensi dan meningkatkan skalabilitas. Protokol semacam ini tidak memerlukan konsensus, memungkinkan pemrosesan transaksi yang cepat tanpa perlu pengurutan global terhadap transaksi independen yang diproses secara paralel. Namun, mereka hanya berlaku untuk operasi blockchain sederhana yang terbatas, membatasi jenis kontrak pintar yang dapat dieksekusi, dan penyesuaian dinamis terhadap kumpulan validator mungkin menjadi tantangan.

Meskipun metode ini memiliki potensi besar, saat ini belum diterapkan pada blockchain tingkat produksi, hanya dipublikasikan di konferensi akademis dan belum diadopsi secara luas oleh komunitas blockchain. Protokol dukungan dari suatu jaringan blockchain menggabungkan konsensus berbasis DAG dan metode tanpa konsensus, mewujudkan solusi yang ideal: latensi sub-detik dan throughput berkelanjutan ribuan transaksi per detik. Protokol ini tidak hanya menyelesaikan dua tugas ini, tetapi juga mempertahankan kemampuan untuk menjalankan kontrak kompleks pada objek bersama, menghasilkan titik pemeriksaan, dan melakukan konfigurasi ulang koleksi validator lintas siklus.

metode konsensus dan non-konsensus yang terintegrasi

Protokol inovatif ini mengambil pendekatan unik dengan menggabungkan kedua solusi di atas. Untuk memastikan keamanan operasi aset pemilik tunggal (objek yang dimiliki), sistem menggunakan protokol siaran yang konsisten di antara para validator untuk mencapai latensi di bawah konsensus. Protokol ini hanya mengandalkan konsensus untuk memproses kontrak cerdas yang kompleks pada objek yang dibagikan, yaitu objek yang dapat dimodifikasi oleh pengguna mana pun. Selain itu, protokol ini juga mendukung operasi pemeliharaan jaringan, seperti mendefinisikan titik pemeriksaan dan mengonfigurasi ulang validator. Ketika memproses transaksi dalam lingkungan Byzantine yang terdistribusi, strategi baru ini menawarkan solusi yang seimbang antara efisiensi dan keamanan.

Siklus hidup transaksi dalam protokol ini adalah sebagai berikut: pengguna yang memiliki kunci pribadi membuat dan menandatangani transaksi untuk mengubah objek yang mereka miliki, atau melibatkan operasi campuran objek milik dan objek bersama. Transaksi dikirim ke setiap node verifikasi (biasanya melalui node penuh), node verifikasi melakukan serangkaian pemeriksaan validitas dan keamanan, menandatangani transaksi, dan mengembalikan transaksi yang telah ditandatangani ke klien. Klien mengumpulkan respons dari sebagian besar node verifikasi untuk membentuk sertifikat transaksi, pada titik ini transaksi dapat dianggap tidak dapat diubah (mencapai finalitas).

Setelah penyusunan sertifikat selesai, kirim kembali ke semua node verifikasi, node verifikasi memeriksa kevalidannya dan mengonfirmasi penerimaan kepada pelanggan. Jika melibatkan objek eksklusif, sertifikat transaksi dapat segera diproses dan dieksekusi tanpa menunggu mesin konsensus (jalur cepat langsung). Semua sertifikat diteruskan ke protokol konsensus berbasis DAG. Konsensus akhirnya mengeluarkan urutan total sertifikat; node verifikasi memeriksa dan mengeksekusi transaksi yang berisi objek bersama, pelanggan dapat mengumpulkan respons dari sebagian besar node verifikasi, disusun menjadi sertifikat efek, sebagai bukti penyelesaian transaksi. Selanjutnya, untuk setiap pengajuan konsensus, membentuk titik pemeriksaan, digunakan untuk mendorong protokol konfigurasi ulang.

Selain proses perdagangan utama, protokol ini juga menyediakan berbagai fasilitas untuk mendukung blockchain tingkat produksi:

1. Menerapkan protokol titik pemeriksaan setelah mencapai kepastian akhir, menghasilkan sejarah kausal semua transaksi dalam sistem. Digunakan untuk audit lengkap, dan menjaga sinkronisasi node lengkap dan node verifikasi tertunda dengan cara yang efisien.

2. mendukung reconfigurasi pada akhir setiap epoch, pada saat itu kumpulan validator dan hak suaranya mungkin berubah. Untuk memastikan semua transaksi final termasuk dalam satu epoch, setiap epoch perlu ditutup dengan hati-hati dan memastikan keamanan akhir.

3. Dalam protokol tanpa konsensus sebelumnya, ketika ada klien yang memiliki kerentanan yang menggandakan aset, aset tersebut akan terkunci permanen. Protokol ini "membuka kunci" secara aman aset yang terkunci secara keliru pada akhir periode, meminimalkan kerusakan yang disebabkan oleh bug.

Protokol inovatif ini mendukung pengelolaan nilai pengguna yang besar di blockchain. Laporan teknis lengkap menjelaskan cara kerja protokol keamanan dan aktivitas, serta bukti keamanan mereka dalam model sistem terdistribusi standar dengan peserta Byzantin yang sebagian disinkronkan.