أحدث التطورات والتطبيقات لبروتوكول إجماع البلوكتشين

في عملية تطوير تكنولوجيا البلوكتشين، كانت آلية الإجماع دائمًا محور التركيز الرئيسي. مؤخرًا، حققت الأبحاث حول بروتوكول النسخ الآلي القائم على أخطاء بيزنطية غير متزامنة (BFT SMR) تقدمًا ملحوظًا. ستتناول هذه المقالة بعمق الوضع الحالي لتطور بروتوكولات إجماع البلوكتشين، مع تحليل أحدث الاختراقات في بروتوكول BFT غير المتزامن.

نظرة عامة على الوضع الحالي

حاليًا، بروتوكول sMVBA هو أسرع بروتوكول MVBA غير المتزامن مع تأخير متوقع يبلغ 10δ. على الرغم من أن بروتوكول VABA ثنائي السلسلة قد زعم سابقًا أنه يحقق تأخيرًا متوقعًا يبلغ 9.5δ، إلا أن أدائه الفعلي لم يصل إلى التوقعات بسبب وجود عدة ثغرات أمنية.

تصميم بروتوكول جديد

لتحسين أداء بروتوكول الإجماع بشكل أكبر، اقترح الباحثون تصميمين مبتكرين للبروتوكول:

1. 2PAC (الإجماع غير المتزامن في مرحلتين)

تحسن بروتوكول 2PAC الأداء بشكل ملحوظ من خلال تبسيط وتحسين عملية الإجماع. يتضمن هذا البروتوكول نوعين.

• 2PAClean: حقق زيادة في السعة تزيد عن 90%، مع تأخير متوقع قدره 9.5δ، وتعقيد الرسالة هو O(n²).
• 2PACBIG: حالياً تعقيد الرسالة هو O(n³) أسرع بروتوكول إجماع للبلوكتشين، وفي حالة عدم وجود أعطال، وقت تشغيل MVBA لمرة واحدة هو فقط 4δ.

2. خط إنتاج كتلة سريع للغاية

هذا التصميم الجديد يقلل بشكل كبير من تأخير كتلة خط التجميع. من خلال إدخال آلية المسار السريع، تحت جدولة عادلة، قد يكون زمن اتخاذ القرار لكتلة خط التجميع أقل حتى من كتلة غير خط التجميع. تضمن هذه الآلية تأخير المسار السريع في جميع التنفيذات، غير متأثرة بعمليات الفشل.

تقييم الأداء

التحليل النظري ونتائج الاختبارات العملية تظهر:

• 2PAClean في أسوأ الحالات، من المتوقع أن يكون التأخير 9.5δ، وفي الحالات الجيدة 6δ.
• إن throughput لـ 2PAClean أعلى بنسبة 80%-100% من sMVBA القائم على البلوكتشين.
• زمن تشغيل MVBA الواحد لـ 2PACBIG هو 4δ، أفضل من جميع البروتوكولات الحالية.
• تصميم كتلة خط الأنابيب فائق السرعة يجعل s2PAClean و s2PACBIG تحقق على التوالي زمن قرار كتلة خط الأنابيب 4δ و 3δ.

اتجاهات البحث المستقبلية

1. بروتوكول تحسين: تبسيط هيكل البروتوكول بشكل أكبر، وتقليل الرسائل غير الضرورية وأعباء الحساب.
2. تحليل الأمان: دراسة متعمقة لأمان البروتوكول الجديد في مختلف سيناريوهات الهجوم.
3. التطبيق العملي: تطبيق البروتوكول الجديد على أنظمة البلوكتشين الفعلية، والتحقق من أدائه في بيئة الشبكة الحقيقية.

الخاتمة

إن تصميم بروتوكولات الإجماع من الجيل الجديد يظهر اتجاه تطوير تقنية البلوكتشين. من خلال تبسيط هيكل البروتوكول وتحسين عملية الإجماع، حققت هذه البروتوكولات نتائج ملحوظة في زيادة السعة وتقليل التأخير. مع تعمق الأبحاث، لدينا أسباب للاعتقاد أن هذه الابتكارات ستضع أساسًا أكثر صلابة لتطبيقات تقنية البلوكتشين في الاقتصاد الرقمي.