Protocole révolutionnaire intégrant le consensus DAG et les méthodes sans consensus pour réaliser une Blockchain à haute capacité et faible latence.

La technologie Blockchain a fait des progrès significatifs depuis la création de Bitcoin. Avec l'émergence de nouvelles applications telles que les jeux et les NFT, l'industrie explore activement des moyens d'améliorer l'efficacité technologique, en particulier en ce qui concerne le traitement des charges élevées et la réalisation de latence en temps réel. Les blockchains L1 font face à deux grands défis : d'une part, réaliser un haut débit tout en maintenant une faible latence, et d'autre part, assurer la stabilité à long terme du protocole de consensus. Lors de la résolution de ces problèmes, il est également nécessaire de maintenir la décentralisation grâce à la participation dynamique et à la reconfiguration des nœuds de validation.

Une méthode pour augmenter le débit est d'adopter un protocole de consensus basé sur le DAG, comme celui utilisé par certaines plateformes Blockchain, narwhale / Bullshark. Ce type de protocole permet à la Blockchain de traiter simultanément un grand nombre de transactions, ce qui est adapté aux cas d'utilisation tels que les jeux et les NFT. Cependant, les protocoles basés sur le DAG peuvent entraîner quelques secondes de latence, ce qui représente un coût temporel élevé pour les transferts ordinaires ou les opérations de jeu.

D'autre part, les protocoles sans consensus (comme FastPay) montrent un énorme potentiel pour réduire la latence et améliorer l'évolutivité. Ces protocoles éliminent l'étape de consensus, permettant un traitement rapide des transactions, sans nécessiter un tri total des transactions indépendantes traitées en parallèle. Cependant, ils ne sont adaptés qu'à un nombre limité d'opérations simples sur la blockchain, limitant ainsi les fonctionnalités des contrats intelligents réalisables, et la reconfiguration d'un ensemble de validateurs dynamiques en évolution peut s'avérer difficile.

Bien que ces méthodes aient un potentiel énorme, elles ne sont actuellement pas largement utilisées dans les blockchains de niveau production, se limitant à des publications lors de conférences académiques. Le protocole d'une plateforme blockchain combine un consensus basé sur un DAG et des méthodes sans consensus, réalisant ainsi le meilleur des deux mondes : une latence sous la seconde et un débit continu de plusieurs milliers de transactions par seconde. Cette plateforme a accompli ces deux tâches tout en maintenant sa capacité à exécuter des contrats complexes sur des objets partagés, à générer des points de contrôle et à reconfigurer le groupe de validateurs à travers les périodes.

Combinaison des méthodes basées sur le Consensus et non-consensus

Ce protocole adopte une méthode unique qui combine les deux approches mentionnées ci-dessus. Pour garantir la sécurité des opérations sur les actifs d'un unique propriétaire (objets possédés), le système utilise un protocole de diffusion cohérent entre les validateurs, réalisant une latence inférieure au consensus. Ce protocole s'appuie uniquement sur le consensus pour traiter des contrats intelligents complexes sur des objets partagés, c'est-à-dire des objets que n'importe quel utilisateur peut modifier. Il prend également en charge les opérations de maintenance du réseau, telles que la définition de points de contrôle et la reconfiguration des validateurs. Lors du traitement des transactions dans un environnement byzantin répliqué, cette stratégie novatrice offre une méthode qui concilie efficacité et sécurité.

La description avancée du protocole et le cycle de vie des transactions sont les suivants :

1. L'utilisateur crée et signe la transaction, modifiant les objets qu'il possède ou mélangent des objets.
2. La transaction est envoyée à chaque nœud de validation pour vérifier sa validité et sa sécurité, puis elle est signée et renvoyée au client.
3. Le client collecte les réponses de la majorité des nœuds de validation et forme un certificat de transaction, à ce moment-là, la transaction est considérée comme irréversible.
4. Le certificat est renvoyé à tous les nœuds de validation, les nœuds de validation vérifient sa validité et confirment sa réception.
5. En cas d'objet exclusif, le certificat de transaction peut être exécuté immédiatement, sans attendre le moteur de consensus.
6. Tous les certificats sont transférés vers le protocole de consensus basé sur DAG.
7. L'ordre total de sortie du certificat de consensus ; le nœud de validation exécute les transactions contenant des objets partagés.
8. Le client collecte les réponses de la majorité des nœuds de validation et assemble le certificat d'effet comme preuve de règlement de la transaction.
9. Soumettre un point de contrôle pour chaque consensus afin de piloter le protocole de reconfiguration.

En plus du processus de transaction principal, ce protocole offre plusieurs fonctionnalités pour soutenir une Blockchain de niveau production :

1. Mettre en œuvre le protocole de point de contrôle, générer l'historique causal de toutes les transactions du système, pour un audit complet et une synchronisation.
2. Prend en charge la reconfiguration à la fin de chaque période, le groupe de validateurs et leurs droits de vote peuvent changer.
3. À la fin de la période, déverrouillez en toute sécurité les actifs verrouillés par erreur, afin de minimiser les dommages causés par la vulnérabilité.

Ce protocole prend en charge la gestion d'une grande valeur de Blockchain pour les utilisateurs. Le rapport technique complet fournit des détails sur l'exécution sécurisée et active des protocoles, ainsi que sur les preuves de sécurité des participants byzantins partiellement synchronisés dans le modèle standard de systèmes distribués.