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性能大幅提升!国际首个完全实用的异步共识算法诞生 突破区块链核心技术

2021-02-09 13:02 前瞻网   

区块链是目前全球科技的焦点领域之一。在实现区块链“不可伪造”“公开透明”“集体维护”等特性的背后,大数据和算法也发挥了重要作用。

近日,中国科学院软件研究所张振峰团队与新泽西理工学院唐强团队在区块链核心技术——拜占庭容错(BFT)共识研究中取得突破,提出了首个完全实用的异步共识算法——小飞象拜占庭容错(DumboBFT)算法。

性能大幅提升!国际首个完全实用的异步共识算法诞生 突破区块链核心技术

研究突破了异步共识算法在性能上的设计挑战,并成为了国际首个完全实用的异步共识算法。

拜占庭容错(BFT)共识算法是区块链的关键核心技术,是确保区块链安全可靠运行、提升区块链扩展能力和运行性能的核心算法。

软件所于2015年开展小飞象拜占庭容错算法研究工作。目前公布的研究中,主要提出了两种全新的可证明可靠广播(provable reliable broadcast)原语——Dumbo1和Dumbo2,它们都具有渐近的和实际的更好的效率。特别是,Dumbo1的ACS只运行一个很小的κ(与n个ABA实例无关),而Dumbo2的ACS进一步将其降低为常数。

实验结果表明,研究中的协议在延迟和吞吐量上等性能都比HoneyBadgerBFT算法提高了好几倍,特别是当系统规模变大时。在遍布全球四大洲的100个共识节点的测试网络中,小飞象拜占庭容错算法DumboBFT的确认延迟时间为24秒、不到HoneyBadgerBFT算法的1/20,交易吞吐量为每秒近1.8万笔、是HoneyBadgerBFT算法的9倍多。

该算法技术带来了两个主要的核心发现:1)减少ABA实例的数量显著提高了效率;(2)更谨慎地使用多值验证拜占庭协议(multi-value validated Byzantine agreement, MVBA),该协议被认为是中ACS的次优方案,实际上可以导致更有效的ACS。

上述研究成果发表于网络安全旗舰会议ACM CCS(第27届国际计算机与通信安全大会)上,题为“Dumbo: Faster Asynchronous BFT Protocols”。

这项研究成果,可为中国区块链基础设施建设提供强安全、高性能、可扩展的新一代核心技术。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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