إطار العمل Shoal يعزز بشكل كبير أداء بلوكتشين Aptos مع انخفاض وقت الإستجابة بنسبة 40%-80%

إطار Shoal: كيف نقلل وقت الإستجابة لـ Bullshark على Aptos؟

نظرة عامة

حلت مختبرات Aptos مشكلتين مفتوحتين هامتين في DAG BFT، مما قلل بشكل كبير من وقت الإستجابة، وألغت للمرة الأولى الحاجة إلى التوقف في البروتوكول الحقيقي الحتمي. بشكل عام، تم تحسين وقت الإستجابة لبول شارك بنسبة 40% في حالة عدم وجود أعطال، وبنسبة 80% في حالة وجود أعطال.

Shoal هو إطار عمل يعزز بروتوكول إجماع قائم على Narwhal من خلال خطوط الأنابيب وسمعة القادة. تقلل خطوط الأنابيب من وقت الإستجابة من خلال إدخال نقاط مرجعية في كل جولة، بينما تعمل سمعة القادة على تحسين وقت الإستجابة بشكل أكبر من خلال ضمان ارتباط النقاط المرجعية بأسرع عقد التحقق. بالإضافة إلى ذلك، تسمح سمعة القادة لـ Shoal بالاستفادة من بناء DAG غير المتزامن للقضاء على وقت الإستجابة في جميع السيناريوهات. وهذا يسمح لـ Shoal بتقديم خاصية الاستجابة العامة، التي تتضمن الاستجابة المتفائلة التي تحتاج عادة.

هذه التقنية بسيطة للغاية، حيث تتضمن تشغيل عدة حالات من البروتوكولات الأساسية بالتسلسل. عند استخدام Bullshark للتجسيد، يشبه الأمر مجموعة من "الأسماك" التي تتسابق في سباق التتابع.

شرح مفصل لإطار Shoal: كيف نقلل من وقت الإستجابة لـ Bullshark على Aptos؟

الدوافع

عند السعي لتحقيق أداء عالٍ لشبكة blockchain، كان الناس دائمًا مهتمين بتقليل تعقيد الاتصالات. ومع ذلك، لم تؤدِ هذه الطريقة إلى تحسين كبير في معدل الإرسال. على سبيل المثال، حقق Hotstuff الذي تم تنفيذه في الإصدارات المبكرة من Diem فقط 3500 TPS، وهو ما يقل بكثير عن الهدف البالغ 100k+ TPS.

الاختراق الأخير ناتج عن إدراك أن انتشار البيانات هو العائق الرئيسي القائم على بروتوكول القادة، ويمكن أن يستفيد من التوازي. يفصل نظام Narwhal بين انتشار البيانات ومنطق الإجماع الأساسي، ويقدم بنية حيث يقوم جميع المُصادقين بنشر البيانات في نفس الوقت، بينما يقوم مكون الإجماع بترتيب كمية صغيرة من البيانات الوصفية. أبلغت ورقة Narwhal عن قابلية معالجة تبلغ 160,000 TPS.

تم فصل نشر البيانات عن الإجماع في Quorum Store المذكور سابقًا، لاستخدامه في توسيع بروتوكول الإجماع الحالي Jolteon. Jolteon هو بروتوكول قائم على القيادة، يجمع بين المسار السريع الخطي لـ Tendermint وتغيير العرض بأسلوب PBFT، مما يقلل من وقت الإستجابة لـ Hotstuff بنسبة 33%. ومع ذلك، فإن بروتوكولات الإجماع القائمة على القيادة لا تستطيع الاستفادة الكاملة من إمكانيات النطاق الترددي لـ Narwhal.

لذلك تقرر نشر Bullshark على Narwhal DAG، وهو بروتوكول إجماع بدون تكلفة اتصالات. لكن هيكل DAG الخاص بـ Bullshark جلب تكلفة تأخير بنسبة 50%.

تتناول هذه المقالة كيف تقلل Shoal بشكل كبير وقت الإستجابة ل Bullshark.

خلفية DAG-BFT

ترتبط كل نقطة في Narwhal DAG بدورة معينة. عند الدخول في الجولة r، يجب على المدققين الحصول على n-f نقاط من الجولة r-1. يمكن لكل مدقق بث نقطة واحدة في كل جولة، ويجب أن تشير كل نقطة على الأقل إلى n-f نقاط من الجولة السابقة. بسبب عدم تزامن الشبكة، قد يلاحظ المدققون المختلفون وجهات نظر محلية مختلفة لـ DAG في أي نقطة زمنية.

خاصية رئيسية لـ DAG هي أنها غير غامضة: إذا كان لدى عقدتي تحقق مختلفتين نفس القمة v في عرض DAG المحلي، فإنهما تمتلكان نفس التاريخ السببي لـ v.

شرح مفصل لإطار Shoal: كيف نقلل من وقت الإستجابة Bullshark على Aptos؟

الترتيب العام

يمكن تحقيق التوافق على الترتيب العام لجميع الرؤوس في DAG دون أي تكاليف اتصالات إضافية. يفسر المصدقون في DAG-Rider وTusk وBullshark هيكل DAG كبروتوكول إجماع، حيث تمثل الرؤوس الاقتراحات، وتمثل الحواف التصويت.

جميع بروتوكولات الإجماع المعتمدة على Narwhal الحالية لها الهيكل التالي:

  1. نقطة الربط المحددة: يتم تحديد قائد مسبقًا كل عدة جولات، وتسمى قمة القائد نقطة الربط.

  2. نقاط الربط المرتبة: يقرر المدققون بشكل مستقل ولكن حتمي أي نقاط ربط يجب ترتيبها وأيها يجب تخطيها.

  3. ترتيب التاريخ السببي: يقوم المدققون بمعالجة قائمة النقاط الثابتة المرتبة واحدة تلو الأخرى، ويقومون بترتيب جميع القمم غير المرتبة السابقة في التاريخ السببي لكل نقطة ثابتة.

المفتاح لضمان الأمان هو التأكد من أن جميع عقد التحقق الأمينة تنشئ قائمة نقاط مرجعية مرتبة في الخطوة 2، وأن جميع القوائم تشترك في نفس البادئة. في Shoal، لاحظنا أن جميع المدققين اتفقوا على أول نقطة مرجعية مرتبة.

Bullshark وقت الإستجابة

يعتمد وقت الإستجابة لـ Bullshark على عدد الدورات بين النقاط الثابتة المرتبة في DAG. على الرغم من أن بعض الإصدارات المتزامنة لديها وقت إستجابة أفضل من الإصدارات غير المتزامنة، إلا أنها لا تزال بعيدة عن أن تكون مثالية.

هناك مشكلتان رئيسيتان:

  1. متوسط وقت الإستجابة للكتل: في الحالات الشائعة، تحتاج قمة الجولة الفردية إلى ثلاث جولات، بينما تحتاج قمة الجولة الزوجية غير المربوطة إلى أربع جولات لترتيبها.

  2. حالة الخلل وقت الإستجابة: إذا فشل القائد في جولة في بث النقطة المرجعية في الوقت المناسب، فإن القمم غير المرتبة من الجولات السابقة يجب أن تنتظر ترتيب النقطة المرجعية التالية، مما يقلل بشكل ملحوظ من أداء شبكة النسخ الجغرافي.

شرح مفصل لإطار Shoal: كيف نقلل وقت الإستجابة لBullshark على Aptos؟

إطار الشول

يعمل شوال على تعزيز بولشارك من خلال خط الأنابيب، مما يسمح بوجود نقطة ربط واحدة في كل جولة، ويقلل من وقت الإستجابة لجميع الرؤوس غير المرتبطة إلى ثلاث جولات. كما يقدم شوال آلية سمعة القائد بدون تكلفة، ويميل إلى اختيار القادة السريعين.

التحدي

في بروتوكول DAG، تعتبر قضايا خط الأنابيب وسمعة القائد مسائل صعبة:

  1. المحاولات السابقة لتعديل منطق Bullshark الأساسي في خط الإنتاج، ولكن يبدو أن هذا غير ممكن في جوهره.

  2. قد تؤدي سمعة القادة إلى ترتيبات مختلفة تمامًا، بينما يحتاج المتحققون إلى التوصل إلى توافق بشأن التاريخ المرتب لاختيار مرساة المستقبل.

كأدلة على صعوبة المشكلة، فإن تنفيذ Bullshark الحالي في بيئة الإنتاج لا يدعم هذه الميزات.

البروتوكول

تعتمد Shoal على تنفيذ الحسابات المحلية على DAG، مما يتيح لها القدرة على حفظ وإعادة تفسير المعلومات من الجولات السابقة. باستخدام الرؤية التي يتفق عليها جميع المدققين حول أول نقطة مرجعية مرتبة، تقوم Shoal بدمج عدة أمثلة من Bullshark بشكل متسلسل للمعالجة المتوازية، مما يجعل:

  1. النقطة المميزة الأولى هي نقطة تحويل الحالة
  2. التاريخ السببي للنقطة المرجعية يستخدم لحساب سمعة القادة

خط الأنابيب

Shoal يقوم بتشغيل Bullshark实例 واحدة تلو الأخرى، حيث يطلب كل实例 راسية، مما يؤدي إلى التبديل إلى实例 التالي.

في البداية، أطلق Shoal أول مثال على Bullshark في الجولة الأولى من DAG، واستمر حتى تحديد أول نقطة ربط مرتبة ( مثلما في الجولة r ). وافق جميع المدققين على هذه النقطة، وبالتالي يمكن الاتفاق بشكل مؤكد على إعادة تفسير DAG من الجولة r+1. أطلق Shoal مثالًا جديدًا على Bullshark في الجولة r+1.

في الظروف المثالية، يسمح ذلك لشوال بطلب نقطة ربط واحدة في كل جولة.

! [10,000 كلمة تشرح الإطار الضحل: كيفية تقليل زمن انتقال Bullshark على Aptos؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-46d37add0d9e81b2f295edf8eddd907f.webp)

سمعة القادة

عندما يقفز Bullshark فوق نقطة الربط، وقت الإستجابة سيزداد. يقوم Shoal بتوزيع النقاط على كل عقدة تحقق من خلال آلية السمعة، مما يضمن أنه من غير المرجح اختيار القادة البطيئين في المستقبل.

عند كل تحديث للدرجات، يُعاد حساب خريطة F من الجولات إلى القائد بشكل حتمي، مع تفضيل القادة ذوي الدرجات العالية. لكي يتفق المدققون على الخريطة الجديدة، يجب أن يتفقوا على الدرجات.

يمكن أن تتحد خطوط الإنتاج وسمعة القيادة بشكل طبيعي لأن كلاهما يستخدم نفس التكنولوجيا الأساسية، وهي إعادة تفسير DAG بعد التوصل إلى توافق بشأن أول نقطة ربط مرتبة.

شرح مفصل لإطار Shoal: كيف نقلل من وقت الإستجابة Bullshark على Aptos؟

لا حاجة للوقت الإستجابة

يعتبر الوقت المستجيب عاملاً حاسماً في تنفيذ BFT القائم على الزعيم، ولكنه يزيد من التعقيد ويزيد بشكل كبير من وقت الإستجابة.

لاحظت Shoal أن بناء DAG يوفر "ساعة" لتقدير سرعة الشبكة. طالما أن n-f من المدققين الشرفاء يواصلون إضافة قمم إلى DAG، ستستمر الجولات في التقدم. في النهاية، عندما يقوم القائد الخالي من الأخطاء ببث النقاط المعلقة بسرعة كافية، سيتم ترتيب التاريخ السببي الكامل للنقاط المعلقة.

تجنب تجاوز الوقت مرتبط ارتباطًا وثيقًا بسمعة القادة. الانتظار المتكرر للزعماء البطيئين سيزيد من وقت الإستجابة، بينما تستبعد آلية السمعة الزعماء البطيئين من أن يتم اختيارهم كقادة.

استجابة شاملة

توفر Shoal خاصية الاستجابة العامة، مما يسمح بالتشغيل بسرعة الشبكة حتى في حالة فشل القائد أو عدم تزامن الشبكة. هذه الميزة أفضل من مفهوم الاستجابة المتفائلة في Hotstuff.

تقييم

حقق Bullshark و Shoal، وتمت مقارنتهما مع Jolteon. النتائج الرئيسية:

  1. أداء Baseline Bullshark بدون وقت الإستجابة هو الأفضل عند حدوث عطل.

  2. آلية سمعة خط الأنابيب والقادة في Shoal حسنت بشكل ملحوظ وقت الإستجابة لـ Bullshark.

  3. في 50 فشلًا، كان وقت الإستجابة لشوائل أقل بنسبة 65% من قاعدة بولشارك في 16 حالة فشل.

  4. Jolteon لا يمكنه التوسع لأكثر من 20 عقدة تحقق، والسعة حوالي نصف Bullshark/Shoal.

بشكل عام، حسنت Shoal بشكل كبير وقت الإستجابة لـ Bullshark، وينبغي أن تتطابق مع وقت الإستجابة من طرف إلى طرف لـ Jolteon تحت الأحمال العالية.

شرح مفصل حول إطار Shoal: كيف نقلل وقت الإستجابة Bullshark على Aptos؟

شرح مفصل لإطار العمل Shoal: كيف نقلل وقت الإستجابة لـ Bullshark على Aptos؟

شرح مفصل لإطار Shoal: كيف نخفض وقت الإستجابة لـ Bullshark على Aptos؟

! [10,000 كلمة تشرح الإطار الضحل: كيفية تقليل زمن انتقال Bullshark على Aptos؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-cc09a26f7c3d94ee785de75e47bf42fb.webp)

شرح مفصل لإطار Shoal: كيف نقلل من وقت الإستجابة Bullshark على Aptos؟

APT-0.74%
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
  • أعجبني
  • 6
  • إعادة النشر
  • مشاركة
تعليق
0/400
CompoundPersonalityvip
· منذ 43 د
أصبح أسرع مرة أخرى، سوف يتجاوز سول عاجلاً أم آجلاً، هل يمكن؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
governance_ghostvip
· 08-10 03:14
80% وقت الإستجابة减少了,啧啧 这波我们apttas玩家赢麻了啊
شاهد النسخة الأصليةرد0
ForkItAllvip
· 08-10 03:09
أبتوس قامت بعمل رائع, زادت الـ tps بهذا القدر.
شاهد النسخة الأصليةرد0
DaisyUnicornvip
· 08-10 03:08
سمكة القرش الصغيرة أخيرًا تسبح بسلاسة~ الترقية الفنية تحولت إلى بركة من المياه الربيعية
شاهد النسخة الأصليةرد0
SignatureCollectorvip
· 08-10 02:59
آه الآن للقمر aptos
شاهد النسخة الأصليةرد0
OnChainSleuthvip
· 08-10 02:45
لقد تحسنت كفاءة Aptos كثيرا
شاهد النسخة الأصليةرد0
  • تثبيت