Blockchain技术的进步与挑战

La technologie Blockchain a fait de grands progrès depuis la naissance du Bitcoin. Avec l'émergence de nouveaux cas d'utilisation comme les jeux et les NFT, l'industrie explore constamment des moyens d'améliorer l'efficacité technique, en particulier en ce qui concerne le traitement des charges lourdes et la fourniture de délais en temps réel. Les blockchains L1 font face à deux défis principaux : d'une part, la nécessité d'atteindre un haut débit tout en maintenant une faible latence, et d'autre part, garantir la stabilité à long terme du protocole de consensus. Tout en résolvant ces défis, il est également important de maintenir la décentralisation par la participation dynamique des nœuds de validation et la reconfiguration.

Une méthode pour réaliser un haut débit de traitement est d'utiliser un protocole de consensus basé sur le DAG. Ces protocoles permettent à la blockchain de traiter simultanément un grand nombre de transactions, ce qui est particulièrement adapté aux scénarios d'application tels que les jeux et les NFT. Cependant, les protocoles basés sur le DAG peuvent entraîner des délais de quelques secondes, ce qui représente un coût temporel élevé pour les transferts normaux ou les opérations de jeu.

D'autre part, les protocoles sans consensus montrent un potentiel énorme pour réduire la latence et l'évolutivité. Ces protocoles éliminent le besoin de consensus, permettant un traitement rapide des transactions sans nécessiter un tri total des transactions indépendantes traitées en parallèle. Cependant, ils sont limités à une classe restreinte d'opérations simples sur Blockchain, ce qui limite les contrats intelligents pouvant être réalisés, et la reconfiguration d'un ensemble de validateurs dynamiquement changeant peut s'avérer difficile.

Bien que ces méthodes aient du potentiel, elles en sont actuellement majoritairement au stade de la recherche académique et n'ont pas encore été largement appliquées dans des environnements de production. Un nouveau protocole combine un consensus basé sur le DAG et des méthodes sans consensus pour réaliser le meilleur des deux mondes : un délai sous seconde et un débit continu de plusieurs milliers de transactions par seconde. Ce protocole accomplit ces deux tâches tout en maintenant la capacité d'exprimer des contrats complexes sur des objets partagés, de générer des points de contrôle et de reconfigurer l'ensemble des validateurs sur plusieurs périodes.

Méthode hybride innovante

Ce nouveau protocole adopte une approche unique en combinant les deux méthodes mentionnées ci-dessus. Afin d'assurer la sécurité des opérations sur les actifs détenus par un seul propriétaire (objets possédés), le système utilise un protocole de diffusion cohérent entre les validateurs, ce qui entraîne un délai inférieur au consensus. Ce protocole s'appuie uniquement sur le consensus pour traiter des contrats intelligents complexes fonctionnant sur des objets partagés, c'est-à-dire des objets que tout utilisateur peut modifier. Il prend également en charge des opérations de maintenance réseau, telles que la définition de points de contrôle et la reconfiguration des validateurs. En traitant des transactions dans un environnement byzantin répliqué, cette stratégie novatrice offre une solution gagnant-gagnant.

Processus de traitement des transactions

Dans ce nouveau protocole, les utilisateurs possédant une clé privée créent et signent des transactions utilisateur pour modifier les objets qu'ils possèdent, ou un mélange d'objets qu'ils possèdent et d'objets partagés. Les transactions sont envoyées à chaque nœud de validation, qui effectue une série de vérifications de validité et de sécurité, signe la transaction et renvoie la transaction signée au client. Le client collecte les réponses de la grande majorité des nœuds de validation pour former un certificat de transaction, à ce stade, la transaction peut être considérée comme irréversible.

Après l'assemblage du certificat, il sera renvoyé à tous les nœuds de validation, qui vérifieront sa validité et confirmeront sa réception au client. Si la transaction concerne des objets exclusifs, le certificat de transaction peut être traité et exécuté immédiatement, sans attendre le moteur de consensus. Tous les certificats sont transférés vers un protocole de consensus basé sur le DAG. Le consensus produit finalement l'ordre total des certificats ; les nœuds de validation vérifient et exécutent les transactions contenant des objets partagés, le client peut collecter les réponses de la grande majorité des nœuds de validation, les assembler en un certificat d'effet et l'utiliser comme preuve de règlement de la transaction. Ensuite, pour chaque soumission de consensus, des points de contrôle sont formés, ce qui est également utilisé pour alimenter le protocole de reconfiguration.

Autres caractéristiques importantes

En plus du processus de transaction principal, le protocole offre de nombreuses installations pour soutenir les blockchains de niveau production:

1. Mettre en œuvre un protocole de point de contrôle, générer l'historique causal de toutes les transactions dans le système, pour un audit complet et maintenir la synchronisation des nœuds.

2. Support à la reconfiguration à la fin de chaque période, moment où le groupe de validateurs et leurs droits de vote peuvent changer.

3. À la fin de la période, déverrouiller en toute sécurité les actifs mal verrouillés afin de minimiser les dommages causés par la faille.

Ce nouveau protocole offre une solution efficace, sécurisée et flexible pour la Blockchain, avec l'espoir de promouvoir l'application et le développement de la technologie Blockchain dans des scénarios d'application plus larges.