Новый протокол Блокчейн: сочетание DAG и отсутствия Соглашения для достижения высокой пропускной способности и низкой задержки

Технология Блокчейн значительно продвинулась с момента появления Биткойна. С ростом новых приложений, таких как игры и NFT, отрасль активно ищет способы повышения эффективности технологий, особенно в области обработки с высокой нагрузкой и реальной задержки. В настоящее время L1 Блокчейн сталкивается с двумя основными проблемами: первая — это как обеспечить высокую пропускную способность при низкой задержке, вторая — как гарантировать долгосрочную стабильность Соглашения. При решении этих проблем также необходимо поддерживать Децентрализацию через динамическое участие и перенастройку узлов верификации.

Одним из способов повышения пропускной способности является использование Протокола соглашения на основе DAG, такого как narwhale / Bullshark, используемого некоторыми платформами Блокчейн. Такие протоколы позволяют Блокчейну одновременно обрабатывать большое количество транзакций, что делает их очень подходящими для игровых и NFT приложений. Однако протоколы на основе DAG обычно приводят к задержке в несколько секунд, что делает их более дорогими для обычных переводов или игровых операций.

С другой стороны, протоколы без соглашения (например, FastPay) показывают огромный потенциал в снижении задержки и масштабируемости. Эти протоколы позволяют быстро обрабатывать транзакции, устраняя необходимость в соглашении, без глобальной сортировки независимых транзакций, обрабатываемых параллельно. Однако они применимы только для ограниченного числа простых блокчейн-операций, что ограничивает сложность реализуемых смарт-контрактов, и могут столкнуться с проблемами при обработке динамически изменяющихся конфигураций набора валидаторов.

Несмотря на то, что эти методы обладают огромным потенциалом, в настоящее время они в основном находятся на стадии научных исследований и еще не получили широкого применения в производственных блокчейнах. Протокол одной из блокчейн-платформ сочетает в себе согласование на основе DAG и методы без согласования, стремясь достичь золотой середины: задержка в доли секунды и непрерывная пропускная способность в тысячи транзакций в секунду. В то же время эта платформа также сохраняет возможность выполнения сложных контрактов на общих объектах, генерации контрольных точек и переконфигурации набора валидаторов на протяжении разных периодов времени.

Этот новый протокол использует уникальный подход, объединяющий вышеупомянутые две технологии. Чтобы обеспечить безопасность операций с активами единственного владельца, система использует согласованный протокол вещания между валидаторами, достигая задержки ниже уровня согласования. Для сложных смарт-контрактов, работающих на совместных объектах, система полагается только на обработку по согласованию. Кроме того, протокол поддерживает операции по обслуживанию сети, такие как определение контрольных точек и перенастройка валидаторов. Эта инновационная стратегия предоставляет сбалансированное решение при обработке транзакций в реплицированной византийской среде.

В этом Протоколе пользователи, обладающие приватными ключами, могут создавать и подписывать транзакции, чтобы изменить объекты, которыми они владеют, или смешанные объекты. Транзакции отправляются через полные Узлы к каждому узлу проверки, который проводит ряд проверок на действительность и безопасность, после чего подписывает и возвращает их клиенту. Клиент собирает ответы большинства узлов проверки, формируя сертификат транзакции, в этот момент транзакция считается необратимой.

После завершения сборки сертификатов они отправляются всем узлам-валидаторам, которые проверяют их действительность и подтверждают получение. В случае с эксклюзивными объектами торговый сертификат может быть немедленно обработан и выполнен без ожидания движка согласования. Все сертификаты пересылаются в основанный на DAG протокол согласования. Согласование в конечном итоге выводит общий порядок сертификатов; узлы-валидаторы проверяют и выполняют транзакции, содержащие совместные объекты, клиенты могут собирать ответы большинства узлов-валидаторов и составлять их в эффектный сертификат в качестве доказательства расчетов по сделке. Затем для каждого представления согласования формируются контрольные точки, используемые для управления протоколом повторной конфигурации.

Помимо основных торговых процессов, этот протокол также предлагает несколько функций для поддержки производственного уровня Блокчейн:

1. Реализовать протокол контрольной точки, генерировать причинно-следственную историю всех транзакций системы для полного аудита и эффективной синхронизации.

2. Поддержка перенастройки в конце каждого периода, позволяющая изменять состав валидаторов и их голосующие права, при этом гарантируя, что все окончательные транзакции включены в одну эпоху.

3. В конце эпохи безопасно "разблокировать" ошибочно заблокированные активы, минимизируя ущерб, вызванный уязвимостями.

Этот новый протокол поддерживает управление значительными ценностями в Блокчейн, полный технический отчет подробно описывает, как работают безопасные и активные протоколы, а также доказательства безопасности для частично синхронизированных византийских участников в стандартной модели распределенной системы.