Protocolo inovador que integra o consenso DAG e métodos sem consenso, alcançando uma Blockchain de alta capacidade e baixa latência.

A tecnologia Blockchain fez progressos significativos desde o nascimento do Bitcoin. Com o surgimento de novas aplicações, como jogos e NFTs, a indústria está ativamente explorando maneiras de melhorar a eficiência técnica, especialmente no tratamento de alta carga e na realização de latência em tempo real. As blockchains L1 enfrentam dois grandes desafios: primeiro, alcançar alta taxa de transferência enquanto mantém baixa latência, e segundo, garantir a estabilidade a longo prazo do protocolo de consenso. Ao resolver esses problemas, também é necessário manter a descentralização através da participação dinâmica e reconfiguração dos nós de validação.

Uma forma de aumentar a capacidade de processamento é adotar protocolos de consenso baseados em DAG, como o narwhale / Bullshark utilizado por uma determinada plataforma de Blockchain. Esses protocolos permitem que o Blockchain processe uma grande quantidade de transações simultaneamente, sendo adequados para cenários de aplicação como jogos e NFTs. No entanto, os protocolos baseados em DAG podem resultar em latência de alguns segundos, o que representa um custo de tempo elevado para transferências comuns ou operações de jogos.

Por outro lado, protocolos sem consenso (como o FastPay) demonstram um enorme potencial na redução da latência e na escalabilidade. Estes protocolos eliminam a fase de consenso, permitindo o processamento rápido de transações, sem a necessidade de uma ordenação total de transações independentes processadas em paralelo. No entanto, eles são aplicáveis apenas a operações simples limitadas de blockchain, restringindo as funcionalidades dos contratos inteligentes que podem ser implementadas, e a reconfiguração de um conjunto dinâmico de validadores pode ser desafiadora.

Apesar do grande potencial desses métodos, eles ainda não foram amplamente aplicados em blockchains de nível de produção, limitando-se a publicações em conferências acadêmicas. O protocolo de uma plataforma de blockchain combina consenso baseado em DAG e métodos sem consenso, alcançando o melhor dos dois mundos: latência de sub-segundo e um throughput contínuo de milhares de transações por segundo. A plataforma conseguiu essas duas tarefas e manteve a capacidade de executar contratos complexos em objetos compartilhados, gerar checkpoints e reconfigurar o conjunto de validadores ao longo do tempo.

Combinar métodos baseados em Consenso e não Consenso

Este protocolo adota uma abordagem única, combinando os dois métodos acima mencionados. Para garantir a segurança das operações de ativos de um único proprietário (objetos possuídos), o sistema utiliza um protocolo de difusão consistente entre os validadores, alcançando uma latência inferior ao consenso. O protocolo depende apenas do consenso para processar contratos inteligentes complexos sobre objetos compartilhados, ou seja, objetos que qualquer usuário pode modificar. Ele também suporta operações de manutenção da rede, como definição de pontos de verificação e reconfiguração de validadores. Ao lidar com transações em um ambiente bizantino replicado, essa estratégia inovadora oferece uma abordagem que equilibra eficiência e segurança.

A descrição avançada do protocolo e o ciclo de vida das transações são os seguintes:

1. O usuário cria e assina transações, modificando os objetos que possui ou misturando objetos.
2. A transação é enviada a cada nó de validação, onde é realizada uma verificação de validade e segurança, e após a assinatura é retornada ao cliente.
3. O cliente recolhe as respostas da maioria dos nós de validação, formando um certificado de transação, neste momento a transação é considerada irreversível.
4. O certificado é enviado de volta a todos os nós de validação, os nós de validação verificam sua validade e confirmam o recebimento.
5. Se envolver objetos exclusivos, o certificado de transação pode ser processado e executado imediatamente, sem esperar pelo motor de consenso.
6. Todos os certificados são encaminhados para o protocolo de consenso baseado em DAG.
7. Ordem total do certificado de saída de consenso; os nós de validação executam transações que contêm objetos compartilhados.
8. O cliente coleta as respostas da maioria dos nós de validação e monta um certificado de efeito como prova de liquidação da transação.
9. Para cada submissão de consenso, formar um ponto de verificação, para conduzir o protocolo de reconfiguração.

Além do principal fluxo de transação, este protocolo também oferece várias funcionalidades que suportam uma blockchain de nível de produção:

1. Implementar o protocolo de ponto de verificação, gerar a história causal de todas as transações do sistema, para auditoria completa e sincronização.
2. Suporte à reconfiguração no final de cada período, o conjunto de validadores e os seus direitos de voto podem mudar.
3. No final do período, desbloquear de forma segura os ativos que foram bloqueados por erro, minimizando os danos da vulnerabilidade.

Este protocolo suporta a gestão de grandes valores em blockchain para os utilizadores. O relatório técnico completo fornece detalhes sobre a execução segura e ativa do protocolo, bem como a prova de segurança dos participantes bizantinos parcialmente sincronizados no modelo de sistema distribuído padrão.