Phân tích giao thức hệ thống phân tán cốt lõi của chuỗi công khai Sui

Mysten Labs đã cập nhật sách trắng Sui Lutris vào ngày 18 tháng 8, sau nhiều tháng thử nghiệm đã rút ra những kết luận quan trọng sau đây:

1. Khi sử dụng PTBs và 5K TPS, Sui có thể xử lý từ 140k đến 150k thao tác mỗi giây, vượt xa mức kiểm tra chuẩn khi mạng chính đạt đỉnh (khoảng 700TPS).

2. Ngay cả khi một số nút xác thực ngừng hoạt động, độ trễ xác nhận cuối cùng của Sui vẫn có thể giữ dưới 0,5 giây.

Bản trắng trình bày chi tiết cơ chế hoạt động của Sui, chứng minh an ninh, cũng như cách mà các tester bên ngoài có thể tái hiện dữ liệu liên quan trong việc xác minh của chính họ.

Sau khi mạng chính Sui được phát hành, các ứng dụng như trò chơi và NFT nhanh chóng được đưa lên chuỗi. Mysten Labs sau đó đã phát hành báo cáo kỹ thuật về hệ thống phân tán Sui Lutris hỗ trợ Sui. Sui Lutris cho phép Sui duy trì độ trễ thấp trong điều kiện thông lượng cao và ổn định lâu dài.

Công nghệ blockchain đã phát triển được mười năm kể từ khi Bitcoin ra đời, với các trường hợp sử dụng mới liên tục xuất hiện. Ngành công nghiệp đang tiếp tục khám phá các phương pháp để nâng cao hiệu suất blockchain, đặc biệt chú trọng vào xử lý tải cao và tối ưu hóa độ trễ theo thời gian thực.

Hiện tại, các blockchain L1 đang phải đối mặt với hai thách thức lớn: đạt được thông lượng cao trong khi duy trì độ trễ thấp, và đảm bảo giao thức đồng thuận ổn định lâu dài. Những thách thức này có thể được vượt qua thông qua sự tham gia và cấu hình động của các nút xác thực.

Một trong những phương pháp hiệu quả để đạt được thông lượng cao là sử dụng giao thức đồng thuận dựa trên DAG, như Narwhal/Bullshark mà Sui sử dụng. Các giao thức này cho phép blockchain thực hiện đồng thời một lượng lớn giao dịch, phù hợp với các tình huống ứng dụng như trò chơi và NFT. Tuy nhiên, các giao thức dựa trên DAG có thể dẫn đến độ trễ vài giây, ảnh hưởng lớn đến một số thao tác.

Mặt khác, giao thức không đồng thuận thể hiện tiềm năng lớn trong việc giảm độ trễ và khả năng mở rộng, như nguyên mẫu FastPay. Những giao thức này thông qua việc loại bỏ đồng thuận, thực hiện xử lý giao dịch nhanh chóng, mà không cần sắp xếp các giao dịch độc lập được xử lý song song. Nhưng chúng chỉ phù hợp với một số loại hoạt động blockchain đơn giản hạn chế, làm hạn chế khả năng biểu đạt của hợp đồng thông minh, và việc tái cấu hình động bộ xác thực cũng gặp nhiều thách thức.

Mặc dù cả hai giao thức này đều có tiềm năng, nhưng hiện tại vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong blockchain cấp sản xuất. Sui Lutris, với vai trò là giao thức hỗ trợ mạng Sui, kết hợp những lợi thế của đồng thuận dựa trên DAG và phương pháp không đồng thuận: đạt được độ trễ dưới 1 giây và khả năng thông lượng liên tục hàng ngàn giao dịch mỗi giây. Sui đồng thời duy trì khả năng biểu đạt hợp đồng phức tạp trên đối tượng chia sẻ, tạo ra điểm kiểm tra và tái cấu hình tập hợp nút xác thực qua các chu kỳ.

Kết hợp phương pháp đồng thuận và không đồng thuận

Sui Lutris áp dụng phương pháp độc đáo để tích hợp hai giải pháp trên. Đối với việc xử lý tài sản thuộc sở hữu duy nhất (đối tượng độc quyền), hệ thống sử dụng giao thức phát sóng nhất quán giữa các nút xác thực, nhằm đạt được độ trễ thấp hơn so với đồng thuận. Đối với các hợp đồng thông minh phức tạp trên đối tượng chia sẻ, Sui Lutris chỉ dựa vào xử lý đồng thuận. Ngoài ra, Sui Lutris hỗ trợ các thao tác bảo trì mạng, như định nghĩa điểm kiểm tra và cấu hình lại các nút xác thực. Chiến lược đổi mới này cung cấp giải pháp tối ưu khi xử lý giao dịch trong môi trường Byzantine sao chép.

Chu kỳ giao dịch của Sui Lutris như sau:

1. Người dùng tạo và ký giao dịch để thay đổi đối tượng mà họ sở hữu.
2. Giao dịch được gửi từ nút đầy đủ đến nút xác minh để kiểm tra an toàn và ký.
3. Khách hàng thu thập phản hồi từ hầu hết các nút xác thực để hình thành chứng chỉ giao dịch, xác nhận giao dịch không thể đảo ngược.
4. Chứng chỉ được gửi lại để nút xác thực xác nhận tính hợp lệ. Giao dịch đối tượng độc quyền có thể được xử lý ngay lập tức, không cần chờ đồng thuận.
5. Số hiệu chứng chỉ đầu ra đồng thuận, xác thực nút thực hiện giao dịch bao gồm đối tượng chia sẻ.
6. Khách hàng thu thập phản hồi từ nút xác thực, lắp ráp chứng chỉ hợp lệ làm chứng minh giao dịch.
7. Để gửi mỗi sự đồng thuận tạo ra điểm kiểm tra, dùng để điều khiển giao thức tái cấu hình.

Sui Lutris còn cung cấp nhiều chức năng hỗ trợ cho blockchain sản xuất:

• Giao thức kiểm tra điểm ghi lại tất cả lịch sử giao dịch, thuận tiện cho việc kiểm toán và đồng bộ.
• Hỗ trợ cấu hình lại tập hợp nút xác thực và quyền biểu quyết của chúng vào cuối mỗi chu kỳ.
• Vào cuối chu kỳ, an toàn "mở khóa" tài sản bị khóa nhầm, giảm thiểu tổn thất.

Sui Lutris như một cơ sở hạ tầng của Sui, quản lý một lượng lớn tài sản của người dùng. Báo cáo kỹ thuật đầy đủ trình bày chi tiết về cơ chế hoạt động của giao thức an ninh và tính năng hoạt động, cũng như chứng minh an ninh với các bên tham gia Byzantine một phần đồng bộ trong mô hình hệ thống phân tán chuẩn.