Sui Lutris: DAGと非コンセンサス手法を組み合わせて、高スループット低レイテンシーのブロックチェーンプロトコルを実現

ブロックチェーン技術はビットコインの誕生以来、大きな進歩を遂げてきました。ゲームやNFTなどの新しいアプリケーションシナリオの出現に伴い、ブロックチェーンコミュニティは技術効率を向上させる方法を模索し続けており、特に高負荷の処理やリアルタイムレイテンシーの実現においてです。L1ブロックチェーンは二つの大きな課題に直面しています。一つは低レイテンシーを維持しながら高スループットを実現すること、もう一つはコンセンサスプロトコルの長期的な安定性を確保することです。これらの課題を解決する際には、ノードの動的な参加と再構成を通じて分散化を維持する必要があります。

スループットを向上させる方法の一つは、DAGベースのコンセンサスプロトコルを使用することです。例えば、Suiが採用しているnarwhale/Bullsharkです。このようなプロトコルは、ブロックチェーンが同時に大量の取引を処理できるようにし、ゲームやNFTなどのアプリケーションに非常に適しています。しかし、DAGベースのプロトコルは数秒のレイテンシーを引き起こす可能性があり、一般的な送金やゲーム操作にとっては時間コストが高くなります。

一方で、無コンセンサスプロトコル(はFastPay)として、レイテンシーとスケーラビリティの面で巨大な潜在能力を示しています。これらのプロトコルはコンセンサスを必要とせず、取引を迅速に処理でき、並行処理された独立した取引の全体的な順序を必要としません。しかし、これらは制限された単純なブロックチェーン操作の一種類に制限され、表現可能なスマートコントラクトを制限し、動的に変化する検証者セットの再構成は難しい場合があります。

これらの方法には可能性がありますが、現在のところ生産レベルのブロックチェーンには適用されておらず、学術会議で発表されたのみで、ブロックチェーンコミュニティでは広く使用されていません。Sui LutrisはSuiをサポートするプロトコルで、DAGベースのコンセンサスと非コンセンサス方式を組み合わせ、双方の利点を実現しています：サブ秒のレイテンシーと毎秒数千件のトランザクションの持続的なスループット。Suiはこれらの二つのタスクを完了し、共有オブジェクト上で複雑な契約を表現し、チェックポイントを生成し、期間を超えてバリデーターセットを再構成する能力を維持しています。

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Sui Lutrisは独自のアプローチを採用し、前述の二つの方法を組み合わせています。個々の所有者の資産操作の安全性を確保するために、システムはバリデーター間で一貫したブロードキャストプロトコルを採用し、コンセンサスよりも低いレイテンシーを実現しています。Sui Lutrisは共有オブジェクト上の複雑なスマートコントラクトをコンセンサス処理にのみ依存しています。また、チェックポイントの定義やバリデーターの再構成など、ネットワークのメンテナンス操作もサポートしています。複製されたビザンチン環境で取引を処理する際、この新しい戦略は効率と安全性の両立を提供します。

Sui Lutrisの取引ライフサイクルは以下の通りです: ユーザーは取引を作成し署名し、検証ノードに送信します。検証ノードはチェックを行い、署名して返します。クライアントは大多数の検証ノードの応答を収集して取引証明書を形成し、この時点で取引は不可逆的です。証明書は検証ノードに返送されて確認されます。独占オブジェクトが関与する場合、即座に処理できます。すべての証明書はDAGベースのコンセンサスプロトコルに転送されます。コンセンサス出力は証明書の総順序を示し、検証ノードは共有オブジェクトを含む取引を実行します。クライアントは応答を収集して効果証明書を組み立て、取引決済の証明とします。その後、各コンセンサスの提出に対してチェックポイントを形成し、再構成プロトコルを推進します。

Sui Lutrisは、生産レベルのブロックチェーンをサポートするために複数の機能を提供しています: チェックポイントプロトコルを実装して取引の因果関係履歴を生成する; 各期間終了時の再構成をサポートする; 期間終了時に安全に"ロック解除"された誤ってロックされた資産を解放し、脆弱性の損害を最小限に抑えます。

Sui Lutrisはユーザーが大量の価値を管理するブロックチェーンSuiをサポートします。完全な技術報告は、安全性と活性プロトコルの運用、及びそれらが標準的な分散システムモデルにおける部分的に同期したビザンチン参加者との安全性証明について詳しく説明しています。