Sui Lutris: Combinação de DAG com métodos sem consenso para implementar um protocolo de blockchain de alta capacidade e baixa latência

A tecnologia Blockchain fez grandes avanços desde o nascimento do Bitcoin. Com o surgimento de novos cenários de aplicação, como jogos e NFT, a Comunidade Blockchain está constantemente explorando como melhorar a eficiência da tecnologia, especialmente no que diz respeito ao tratamento de alta carga e à realização de latência em tempo real. As blockchains L1 enfrentam dois grandes desafios: primeiro, alcançar alta capacidade de processamento enquanto mantém baixa latência; segundo, garantir a estabilidade a longo prazo do protocolo de consenso. Ao enfrentar esses desafios, 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 usar um protocolo de consenso baseado em DAG, como o narwhale/Bullshark adotado pelo Sui. Este tipo de protocolo permite que a Blockchain processe uma grande quantidade de transações simultaneamente, sendo muito adequado para aplicações como jogos e NFTs. No entanto, os protocolos baseados em DAG podem causar latência de alguns segundos, o que representa um custo de tempo relativamente alto para transferências comuns ou operações de jogos.

Por outro lado, protocolos sem consenso ( como FastPay ) mostram um enorme potencial na redução da latência e na escalabilidade. Esses protocolos não requerem consenso, podendo processar transações rapidamente, sem a necessidade de uma ordenação total das transações independentes processadas em paralelo. No entanto, estão limitados a uma classe restrita de operações simples de blockchain, restringindo os contratos inteligentes que podem ser expressos, e a reconfiguração de um conjunto de validadores dinâmico e em mudança pode ser desafiadora.

Embora esses métodos tenham potencial, atualmente não foram aplicados em blockchains de nível de produção, sendo publicados apenas em conferências acadêmicas e não amplamente utilizados pela comunidade Blockchain. O Sui Lutris é o protocolo que suporta o Sui, combinando consenso baseado em DAG e métodos sem consenso, alcançando o melhor dos dois mundos: latência sub-segundo e uma taxa de transferência contínua de milhares de transações por segundo. O Sui cumpriu essas duas tarefas, mantendo a capacidade de expressar contratos complexos em objetos compartilhados, gerar pontos de verificação e reconfigurar o conjunto de validadores ao longo do tempo.

Sui Lutris adota uma abordagem única, combinando os dois métodos mencionados acima. Para garantir a segurança das operações de ativos de um único proprietário, o sistema utiliza um protocolo de difusão consistente entre os validadores, alcançando latência abaixo do consenso. Sui Lutris depende exclusivamente do consenso para processar contratos inteligentes complexos em objetos compartilhados. Também suporta operações de manutenção da rede, como definir pontos de verificação e reconfigurar validadores. Ao processar transações em um ambiente bizantino replicado, essa nova estratégia oferece uma abordagem que equilibra eficiência e segurança.

O ciclo de vida da transação do Sui Lutris é o seguinte: o usuário cria e assina a transação, enviando-a para o nó de validação. O nó de validação realiza a verificação, assina e retorna. O cliente coleta as respostas da maioria dos nós de validação para formar o certificado de transação, momento em que a transação se torna irreversível. O certificado é enviado de volta ao nó de validação para confirmação. Se envolver objetos exclusivos, pode ser processado imediatamente. Todos os certificados são encaminhados para o protocolo de consenso baseado em DAG. O consenso gera a ordem total dos certificados, e os nós de validação executam as transações que contêm objetos compartilhados. O cliente coleta as respostas para montar o certificado de efeito como prova de liquidação da transação. Em seguida, para cada consenso submetido, forma-se um ponto de verificação, que é utilizado para acionar o protocolo de reconfiguração.

Sui Lutris também oferece várias funcionalidades para suportar blockchains de nível de produção: implementar um protocolo de ponto de verificação para gerar um histórico causal de transações; suportar a reconfiguração no final de cada período; no final do período, "desbloquear" com segurança ativos que foram bloqueados por erro, minimizando danos por vulnerabilidades.

Sui Lutris apoia os usuários na gestão de grandes valores da Blockchain Sui. O relatório técnico completo detalha a operação dos protocolos de segurança e atividade, bem como as provas de segurança em relação a participantes bizantinos parcialmente sincronizados no modelo padrão de sistemas distribuídos.