Shoal框架助力Aptos大幅降低Bullshark延遲 提升共識效率

Shoal框架:如何降低Aptos上的Bullshark延遲

概述

Aptos Labs解決了DAG BFT中兩個重要的開放問題,大幅降低了延遲,並首次消除了確定性共識協議中對超時的需求。總體上,Shoal在無故障情況下將Bullshark的延遲改進了40%,在故障情況下改進了80%。

Shoal是一個通過流水線和領導者聲譽來增強基於Narwhal的共識協議(如DAG-Rider、Tusk、Bullshark)的框架。流水線通過每輪引入一個錨點來減少DAG排序延遲,領導者聲譽通過確保錨點與最快的驗證節點關聯來進一步改善延遲問題。此外,領導者聲譽使Shoal能夠利用異步DAG構建來消除所有場景中的超時。這使得Shoal可以提供普遍響應的屬性,它包含了通常需要的樂觀響應。

Shoal的技術非常簡單,涉及按順序一個接一個地運行底層協議的多個實例。當使用Bullshark實例化時,我們得到了一羣正在進行接力賽的"鯊魚"。

萬字詳解Shoal框架:如何減少Aptos上的Bullshark延遲?

背景與動機

近年來,區塊鏈網路性能提升主要關注降低通信復雜性,但並未帶來顯著的吞吐量提升。直到Narwhal系統將數據傳播與核心共識邏輯分離,提出了一種所有驗證者同時傳播數據的架構,共識組件僅訂購少量元數據。這使得吞吐量達到了16萬TPS。

然而,基於領導者的共識協議如Hotstuff/Jolteon無法充分利用Narwhal的吞吐量潛力。因此Aptos決定在Narwhal DAG之上部署Bullshark,一種零通信開銷的共識協議。但Bullshark的DAG結構也帶來了50%的延遲代價。

Shoal旨在大幅降低Bullshark的延遲。它通過流水線技術在每輪引入錨點,並使用領導者聲譽機制來偏向選擇快速的領導者。

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Shoal框架

Shoal通過流水線技術增強了Bullshark,允許每輪都有一個錨點,將DAG中所有非錨點頂點的延遲減少到三輪。它還引入了零開銷的領導者聲譽機制,使選擇偏向於快速領導者。

Shoal的核心思路是按順序組合多個Bullshark實例進行流水線處理,以第一個有序錨點作爲實例的切換點,並使用錨點的因果歷史來計算領導者聲譽。

這使得Shoal在最佳情況下可以每輪訂購一個錨點。領導者聲譽機制則通過重新計算輪次到領導者的映射,來偏向選擇得分高的領導者。

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消除超時

Shoal利用DAG構建提供的"網路速度時鍾",消除了對超時的需求。只要有足夠的誠實驗證者繼續向DAG添加頂點,輪次就會繼續前進。結合領導者聲譽機制,可以在所有實際場景中以網路速度運行。

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普遍響應性

Shoal提供了比樂觀響應更好的普遍響應屬性。即使在領導者失敗或網路異步的情況下,Shoal也能以網路速度繼續運行一定輪數。這在異步期間和領導者故障時提供了嚴格更好的進度保證。

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評估結果

評估顯示,Shoal極大地改善了Bullshark的延遲:

  • 在無故障情況下,Shoal將延遲降低了約40%
  • 在有50個驗證節點、16次失敗的情況下,Shoal的延遲比基準Bullshark低65%
  • Shoal可以擴展到更多驗證節點,並實現更高吞吐量

總的來說,Shoal通過簡單而有效的技術,顯著提升了基於DAG的共識協議的性能,爲高性能區塊鏈的發展提供了新的可能。

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TrustlessMaximalistvip
· 8小時前
牛啊 40%的延迟优化也太猛了
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SignatureVerifiervip
· 18小時前
从技术上讲很有趣,但说实话,正式的安全审计在哪里... 40% 看起来在统计上不太可能
查看原文回復0
FUD Vaccinatorvip
· 18小時前
共识的提升 肉眼可见啊
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PebbleHandervip
· 18小時前
延迟降40 靠谱吗
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AirdropHunter420vip
· 18小時前
牛啊牛啊 延迟直接砍半
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