Sui Lutris: 结合DAG与无共识方法实现高吞吐低延迟的区块链协议

区块链技术自比特币诞生以来取得了巨大进步。随着游戏和NFT等新应用场景的出现,区块链社区不断探索如何提高技术效率,特别是在处理高负载和实现实时延迟方面。L1区块链面临两大挑战:一是在保持低延迟的同时实现高吞吐量,二是确保共识协议长期稳定。在解决这些挑战时,还需通过验证节点的动态参与和重新配置来维持去中心化。

提高吞吐量的一种方法是使用基于DAG的共识协议,如Sui采用的narwhale/Bullshark。这类协议使区块链能同时处理大量交易,非常适合游戏和NFT等应用。但基于DAG的协议会导致几秒钟的延迟,对普通转账或游戏操作来说时间成本较高。

另一方面,无共识协议(如FastPay)在降低延迟和扩展性方面展现出巨大潜力。这些协议无需共识,可快速处理交易,无需对并行处理的独立交易进行总排序。但它们仅限于一类受限的简单区块链操作,限制了可表达的智能合约,且重新配置动态变化的验证者集可能具有挑战性。

尽管这些方法有潜力,但目前都未应用于生产级区块链,仅在学术会议上发表,未被区块链社区广泛使用。Sui Lutris是支持Sui的协议,它结合了基于DAG的共识和无共识方法,实现了两全其美:亚秒级延迟和每秒数千笔交易的持续吞吐量。Sui完成了这两个任务,并保持了在共享对象上表达复杂合约、生成检查点以及跨时期重新配置验证者集的能力。

Sui Lutris采用独特方法,结合了上述两种方法。为确保单个所有者资产操作的安全性,系统在验证者间采用一致的广播协议,实现低于共识的延迟。Sui Lutris仅依靠共识处理共享对象上的复杂智能合约。它还支持网络维护操作,如定义检查点和重新配置验证器。在复制的拜占庭环境中处理交易时,这种新策略提供了兼顾效率和安全的方法。

Sui Lutris的交易生命周期如下:用户创建并签署交易,发送到验证节点。验证节点进行检查,签名并返回。客户端收集大多数验证节点的响应形成交易证书,此时交易不可逆。证书发回验证节点确认。若涉及独占对象,可立即处理。所有证书转发到基于DAG的共识协议。共识输出证书总顺序,验证节点执行含共享对象的交易。客户收集响应组装效果证书作为交易结算证明。随后为每个共识提交形成检查点,用于驱动重新配置协议。

Sui Lutris还提供多项功能支持生产级区块链:实施检查点协议生成交易因果历史;支持每个时期结束时的重新配置;在时期结束时安全"解锁"错误锁定的资产,将漏洞损害降到最低。

Sui Lutris为用户管理大量价值的区块链Sui提供支持。完整技术报告详细介绍了安全和活性协议的运行,以及它们在标准分布式系统模型中与部分同步的拜占庭参与者的安全性证明。