ใน ส่วนที่ 1,เราได้สำรวจว่าการตกลง PBFT คลาสสิกทำงานอย่างไร และเราได้มองภาพรวมของเวอร์ชันเก่าของ HotStuff อีกด้วย เรายังสำรวจวิธีที่ MonadBFT แก้ปัญหาของ HotStuff เกี่ยวกับการแยกตัวของบล็อกที่ถูกต้องบางครั้งที่จะถูกทิ้งไว้ในระบบท่อส่ง.

ปัญหาการแซวทางนี้สร้างปัญหาใหญ่สองประการ: 1) มันทำให้รางวัลสำหรับผู้สร้างบล็อกที่ซื่อสัตย์เปลืองไป และ 2) อาจทำให้เครือข่ายหยุดชะงักได้

MonadBFT มีกฎ Reproposal และกลไกโหวต No-Endorsement เพื่อกำจัดปัญหา tail-forking โดยให้แน่ใจว่าบล็อกที่ได้รับการอนุมัติอย่างถูกต้องจาก proposer ที่ซื่อสัตย์จะสามารถเข้าสู่เชนได้เสมอ

ในส่วนที่ 2 เราจะสำรวจลักษณะอื่น ๆ ของ MonadBFT ซึ่งคือ 1) การสิ้นสุดแบบสมมติและ 2) การตอบสนองอย่างเต็มใจ เรายังจะสำรวจผลกระทบของ MonadBFT ต่อสำหรับนักพัฒนาโปรแกรม

ความสมบูรณ์ทางพฤติกรรมในรอบเดียว

นอกจากความทนทานของหางคางโยกแล้ว คุณลักษณะสำคัญอีกอย่างของ MonadBFT คือความสามารถในการสมแน่นอนภายในรอบเดียว

ในทางปฏิบัตินี้หมายความว่าลูกค้าและผู้ใช้สามารถรับการยืนยันสำหรับธุรกรรมของพวกเขาทันทีหลังจากที่บล็อกได้รับคะแนนส่วนใหญ่อย่างเร็ว ๆ แม้จะก่อนที่รอบต่อไปจะเสร็จสิ้น

โปรดระลึกว่าในโปรโตคอลเบสไลน์ HotStuff บล็อกมักจะไม่ถือว่าสมบูรณ์ (ไม่สามารถย้อนกลับ) จนกว่าจะผ่านอย่างน้อยสองเฟส (เช่น Fast-Hotstuff & Diem-BFT): เฟสหนึ่งเพื่อรับใบรับรองจำนวนมาก (ล็อคบล็อกด้วยโหวต ≥2f+1) และเฟสที่สองที่ผู้นำต่อไปสร้างบน QC นั้นและยอมรับบล็อก

การยืนยันสองช่วงนี้จำเป็นต้องมีเพื่อให้มั่นใจว่าเมื่อโหนดที่ซื่อสัตย์เพียงพอได้ล็อคบล็อกแล้ว บล็อกที่ขัดแย้งกันจะไม่สามารถรวบรวมควอรัมได้ และการยืนยันในรอบถัดไปทำให้มันกลายเป็นถาวร ดังนั้นโดยปกติแล้ว ลูกค้าอาจต้องรอให้บล็อกหรือรอบถัดไปถูกสร้างขึ้นก่อนที่พวกเขาจะทราบว่าธุรกรรมก่อนหน้านี้เป็นเรื่องสุดท้าย

MonadBFT โดยพื้นฐานให้การทำธุรกรรมถูกพิจารณาว่าเพียงพอสำหรับการดำเนินการหลังจากการลงคะแนนเพียงรอบเดียว สิ่งนี้เรียกว่าความสมบูรณ์แบบเฉพาะทาง

เมื่อผู้นําเสนอบล็อกและผู้ตรวจสอบลงคะแนนเพื่อสร้าง QC สําหรับบล็อกนั้นบล็อกนั้นตอนนี้อยู่ในสถานะโหวต (ถูกล็อคโดยองค์ประชุม) ใน MonadBFT ผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะทําธุรกรรมของบล็อกทันทีที่พวกเขาสร้าง QC และแม้แต่ส่งการยืนยันเบื้องต้นไปยังลูกค้าที่ระบุว่าบล็อกได้รับการยอมรับ (เก็งกําไร) นี่เป็นเหมือนการพูดว่า: "เรามีอภิมหาอํานาจที่เห็นด้วยกับบล็อกนี้ เว้นแต่จะมีสิ่งที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นให้พิจารณาบล็อกนี้ยืนยัน"

การยืนยันทันทีนี้เป็นเช่นการเต็มไปด้วยความหวัง บล็อกยังไม่ได้รับการยืนยันในสมุดบัญชี มันจะเกิดขึ้นเมื่อเสนอการแนะนำครั้งต่อไปมาและทำให้มันสมบูรณ์ (QC-on QC) แต่ภายใต้เงื่อนไขปกติ ไม่มีอะไรสามารถยกเลิกมันได้ เหตุการณ์เดียวที่สามารถย้อนกลับบล็อกที่ถูกดำเนินการเล่นมั่งคือหากผู้นำเสนอที่ชัดเจน (เช่น เสนอบล็อกสองบล็อกที่สูงเดียวกันเพื่อแบ่งโหวต)

คุณสามารถคิดถึงความสมบูรณ์ของการทำเสร็จเป็นผลมาจากความต้านทานของการตัดหางได้เป็นที่น่าพอใจ ความต้านทานการตัดหางรักษาให้แม้ว่าผู้นำคนต่อไปจะล้มเหลว ข้อเสนอปัจจุบันจะไม่ถูกทอดทิ้ง (ขอบคุณการเสนอและกฎของ NEC) ดังนั้นเวลาที่บล็อกถูกดำเนินการแบบสมมติถูกทิ้งไปคือถ้าผู้เสนอต้นฉบับเข้าใจผิด (ข้อผิดพลาดการลงลายสองครั้งที่เป็นเชิงชีวิตชีวา) ซึ่ง: 1) สามารถตรวจจับผ่าน QCs ที่ขัดแย้งกัน, 2) สามารถตัด, และ 3) มีความหายากมาก

ในโปรโตคอลก่อนหน้านี้พวกเขาไม่รับประกันว่าผู้นำคนต่อไปจะproposeบล็อกก่อนหน้าอีกครั้ง ดังนั้นการtail-forkingเป็นไปได้ ทำให้การสมมติถูกทำลาย

ความตอบสนองอย่างเชื่อมั่น

ในโปรโตคอลการเชื่อมั่นส่วนใหญ่มีระยะเวลารอที่ซ่อนอยู่หลังจากทุกรอบเช่นช่วงเวลาหยุดหรือหมดเวลา สิ่งนี้ทำให้มั่นใจว่าข้อความทั้งหมดได้มาถึงก่อนที่จะไปข้างหน้า มันเป็นกลไกการป้องกันที่ใช้เพื่อจัดการสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดเหมือนเมื่อผู้นำล้มเหลวหรือไม่ส่งอะไรเลย

การหมดเวลาเหล่านี้มักจะเกินไปในการรักษาความรอบคอบ หากเครือข่ายทำงานอย่างปกติและผู้ตรวจสอบทั้งหมดทำหน้าที่อย่างถูกต้อง การรอคงที่ระบุนั้นก็กลายเป็นภาระเกินความจำเป็น บล็อกอาจจะได้รับการสรุปได้เร็วขึ้น แต่โปรโตคอลยังคงยับยั้งไว้เพื่อสิ่งที่เป็นไปได้

MonadBFT นำเสนอความตอบสนองที่เชื่อมั่นซึ่งหมายความว่าโปรโตคอลสามารถก้าวหน้าทันทีตามข้อความของเครือข่าย แทนที่จะเสมอพึ่งพาราเมตเวลาที่ถูกกำหนดไว้เสมอ หลักการออกแบบที่นี่สามารถสรุปได้ว่า "เร็วเมื่อมันสามารถ อดทนเมื่อมันจำเป็น"

MonadBFT ถูกออกแบบให้ในทั้งกรณีปกติและแม้กระทั้งในกรณีของการกู้คืนจากข้อผิดพลาด ก็ไม่จำเป็นต้องหยุดชะงักสำหรับเวลาที่กำหนดล่วงหน้าหากไม่จำเป็น

• ในเส้นทางที่มีความสุข (หมายถึงเรามีผู้นำที่ซื่อสัตย์): ไม่มีความล่าช้าที่ซ่อนเรื่องในการเสนอหรือลงคะแนน ทันทีที่ผู้นำมีลำดับ จะเสนอบล็อก ทันทีที่ผู้ตรวจสอบได้รับข้อเสนอที่ถูกต้อง พวกเขากำลังลงคะแนน ในขณะที่ผู้นำ (หรือกล่าวได้ว่า ผู้นำคนถัดไป เนื่องจากการลงคะแนนจะไปสู่ผู้เสนอคำเสนอคนถัดไปใน HotStuff แบบจานลอย) รวบรวม 2f+1 คะแนน จะสร้าง QC และสามารถเผยแพร่ได้ ในการออกแบบอย่างเชื่อว่าที่ตอบสนอง สิ่งนี้จะกระตุ้นเดวัดถัดไปทันที

ในทางปฏิบัติ นี้หมายความว่าหากค่าความล่าช้าของเครือข่ายระหว่างโหนดคือ 100 มิลลิวินาที เช่น การตกลงสามารถจบรอบในเพียงไม่กี่ร้อยมิลลิวินาทีเท่านั้น (รวมถึงการคำนวณและความเหนือ)

มันไม่รอ, ตัวอย่างเช่น, 1 วินาทีเต็ม "slot time" ถ้ามันไม่จำเป็น. นี้ต่างจาก Ethereum mainnet ซึ่งปฏิบัติตามโมเดลสล็อตและยุคใน Ethereum การผลิตบล็อกถูกกำหนดไว้ที่ช่วง 12 วินาที แม้แต่ว่าทุกคนพร้อมก่อน ๆ แต่โปรโตคอลจะรอ

การเข้าถึงของ MonadBFT ช่วยในการลดความล่าช้าที่ไม่จำเป็น โครงสร้าง HotStuff ที่ถูกสร้างในรูปแบบสายพานยังคงอยู่ แต่เอาออกกฎเกณฑ์ที่เข้มงวยว่า "คุณต้องรอ Δ วินาที" ในกรณีปกติ ซึ่งหมายความว่ามันสามารถทำงานได้ดีกว่าระบบที่มีเวลาจำกัดในการตอบสนองโดยไม่เสียความปลอดภัย

• ในทางที่ไม่มีความสุข (การล้มเลิกของผู้นำ): ในโปรโตคอลความเห็นชอบหลายรูปแบบ เมื่อผู้นำล้มเหลวในการเสนอบล็อก โหนดอื่นๆ จะรู้เรื่องนี้ได้เท่านั้นหลังจากที่ผ่านไปเวลาหมดแล้ว Δ หาก Δ เป็น 1 วินาทีเช่น จำนวนเวลานั้นกลายเป็นเวลาที่สูญหาย MonadBFT จัดการกับสถานการณ์นี้ในทางที่แตกต่าง เมื่อผู้ตรวจสอบพบว่ามีการเสนอผลไม่ครบถ้วนพวกเขาจะกระจายข้อความหมดเวลาทันที (TC หรือใบรับรองหมดเวลา) ทันทีที่มีการเห็น TC หรือใบรับรองหมดเวลา 2f+1 ครั้งผู้นำถัดไปจะเริ่มทำหน้าที่ การเปลี่ยนสภาพทั่วไปไปยังมุมมองใหม่ถูกกระตุ้นโดยหลักฐานที่มีอิทธิพลจำนวนมาก ไม่ใช่โดยนาฬิกา

เปรียบเทียบกับการเชื่อมั่นในครอบครัวของ hotstuff

MonadBFT สร้างขึ้นจากเชื้อสายของโปรโตคอลฉันทามติของครอบครัว HotStuff แต่โดดเด่นด้วยการบรรลุการรวมกันของคุณสมบัติที่พึงประสงค์ซึ่งไม่มีการออกแบบก่อนหน้านี้ที่สามารถรวมเข้าด้วยกันได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องแลกเปลี่ยน โปรโตคอลก่อนหน้านี้มักได้รับการปรับให้เหมาะสมสําหรับบางมิติเช่นปริมาณงานแบบไปป์ไลน์หรือการสื่อสารเชิงเส้น แต่ต้องเสียสละผู้อื่น MonadBFT จัดการอย่างมีเอกลักษณ์เพื่อรวมความซับซ้อนของการส่งข้อความเชิงเส้น, ความมุ่งมั่นแบบไปป์ไลน์, ความต้านทานการสลายหางที่แข็งแกร่ง, การตอบสนองทันทีโดยไม่มีความล่าช้าคงที่, และกลไกการกู้คืนที่มีประสิทธิภาพ, ทั้งหมดในขณะที่รักษาขั้นสุดท้ายที่รวดเร็วและการรับประกันความมีชีวิตชีวาสูง. ตารางด้านล่างสรุปวิธีที่ MonadBFT เปรียบเทียบกับโปรโตคอล BFT ผู้นําการหมุนอื่น ๆ ในมิติที่สําคัญเหล่านี้:

นี่หมายความว่าอย่างไรสำหรับนักพัฒนาและผู้ใช้?

สำหรับนักพัฒนา MonadBFT หมายถึงสิ่งที่สำคัญหลายอย่าง:

• โมเดลความสมบูรณ์ที่ง่ายขึ้น: ด้วย MonadBFT คุณสามารถจัดการกับบล็อกที่มี QC (โหวตส่วนใหญ่) ว่าเป็นการสมบูรณ์ในส่วนมากเพราะโปรโตคอลจะทำการสมบูรณ์หรือทำการตัดหากไม่เป็นเช่นนั้น นักพัฒนาสามารถดำเนินการอย่างปลอดภัยบนการยืนยัน 1 บล็อกด้วยความมั่นใจสูง
• ปรับปรุงประสบการณ์ผู้ใช้สำหรับแอป: หากคุณกำลังสร้างแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูง (ตลาด, เกม, ฯลฯ), ความเร็วในการตอบสนองและความต้านทานการแยกแฝงของ MonadBFT จะทำให้ประสบการณ์ผู้ใช้เรียบขึ้น ผู้ใช้เห็นการกระทำของตนยืนยันเกือบจากการทำงานและจะไม่พบกับการเปลี่ยนแปลงที่สับสนหรือการย้อนกลับบ่อย นี่จะช่วยให้คุณออกแบบแอปพลิเคชันที่สมมติว่ามีการยืนยันและอัปเดตอย่างรวดเร็ว
• พฤติกรรมที่กําหนด: กฎที่เข้มงวดกว่าของ MonadBFT (เช่นข้อกําหนดการเสนอใหม่) ช่วยลดความไม่แน่นอนในการรวมบล็อก มีสถานการณ์ "กรณีมุม" น้อยลงซึ่งอาจรวมหรือข้ามบล็อกขึ้นอยู่กับเวลาที่ละเอียดอ่อนเช่นว่าการลงคะแนนหรือการหมดเวลาถึงผู้นําก่อนหรือไม่ MonadBFT แทนที่ความคลุมเครือที่ไวต่อเวลาดังกล่าวด้วยกฎที่ชัดเจนและหลักฐานที่ตรวจสอบได้ สิ่งนี้ทําให้ง่ายต่อการให้เหตุผลเกี่ยวกับความถูกต้องของโปรโตคอลและทดสอบ นอกจากนี้ยังให้เหตุผลที่ชัดเจนในการระบุโหนดที่ผิดพลาด (เช่นหากมีคนไม่เสนอใหม่หรือเสนอบล็อกที่ขัดแย้งกันคุณจะรู้ว่าพวกเขาละเมิดโปรโตคอล)
• ความสามารถในการปรับขนาด Headroom: หากคุณเป็นนักพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับการปรับขนาด MonadBFT จะช่วยให้คุณมีพื้นที่เหนือศีรษะมากขึ้นก่อนที่จะประสบปัญหาคอขวด คุณสามารถเพิ่มขนาดบล็อกหรือจํานวนผู้ตรวจสอบได้อย่างสะดวกสบายกว่าโปรโตคอลกําลังสอง และคุณสมบัติต่างๆเช่นการเผยแพร่บล็อกที่เข้ารหัสการลบหมายความว่าคุณสามารถพุชข้อมูลจํานวนมากผ่านเครือข่ายโดยไม่ต้องเสียภาษีแต่ละโหนดมากเกินไป สิ่งนี้ทําให้สามารถตั้งเป้าหมายสําหรับปริมาณงานที่สูงขึ้นซึ่งเปิดพื้นที่การออกแบบสําหรับการใช้งานแบบ on-chain ที่มีความทะเยอทะยานมากขึ้น

สำหรับผู้ใช้ทั่วไป: ผู้ใช้ทั่วไปอาจจะไม่รู้เรื่องใดๆ จากสิ่งที่เราได้พูดถึงที่นี่ แต่พวกเขารู้สึกผลกระทบจากมัน ด้วย MonadBFT เป็นพื้นฐานของ Monad โซ่ ผู้ใช้สามารถคาดหวังคุณภาพที่ดีทั้งหมดด้านล่างโดยไม่เสียเรื่องการกระจายอำนวยและการต้านการเซ็นเซอร์

• การยืนยันอย่างรวดเร็ว: ธุรกรรม (เช่น การส่งโทเค็น สวัสดีสินทรัพย์ การสร้าง NFT ดำเนินการซื้อขาย) จะยืนยันอย่างรวดเร็วมาก
• น้อยกว่าที่จะมีความประพฤติที่สูงเนื่องจากสิ่งที่เช่นการแซงหางที่เป็นการรวมเล็กน้อยถูกกำจัด
• ความยุติธรรมและความโปร่งใส: การปรับปรุงในมาตรฐานการตัดสินมีผลต่อการดำเนินการของโซ่โดยอ้อมว่าเป็นเรื่องยุติธรรม ไม่มีผู้ตรวจสอบเดียวที่สามารถปิดกั้นธุรกรรมหรือเล่นเกมกับการเรียงลำดับข้ามบล็อกได้โดยง่าย

สรุป

เพื่อสรุป MonadBFT นำเสนอนวัตกรรมหลัก 4 ประการที่สำคัญเพิ่มเติมเหนือการเชื่อมต่อแบบ HotStuff-style

ความต้านทานการปลอมหาง: MonadBFT เป็นโปรโตคอล BFT แบบไปป์ไลน์ตัวแรกที่กําจัดการโจมตีแบบหาง มันบรรลุสิ่งนี้โดยกําหนดให้ผู้นําคนต่อไปเสนอบล็อกที่โหวตครั้งสุดท้ายอีกครั้งหากผู้นําคนก่อนล้มเหลวหรือแสดงใบรับรองการไม่รับรอง (NEC) เพื่อเป็นหลักฐานว่าบล็อกขาดการสนับสนุน สิ่งนี้รับประกันได้ว่าจะไม่มีการละทิ้งบล็อกที่รับรองโดย supermajority ปกป้องรางวัลของผู้นําที่ซื่อสัตย์และป้องกัน reorgs ที่เป็นอันตรายและการสกัด MEV ข้ามบล็อก

ความสมบูรณ์ตามแบบสมมติในรอบเดียว: ผู้ตรวจสอบสามารถยืนยันบล็อกหลังจากการสื่อสารรอบเดียว (การเสนอข้อเสนอและโหวตของผู้นำเสนอเพียงรอบเดียว) ซึ่งทำให้ผู้ใช้มั่นใจได้ทันทีว่าบล็อกถูกรวมอยู่​ การยืนยันแบบสมมตินี้จะถูกย้อนกลับเท่านั้นหากผู้นำเสนอเหตุผล (การกระทำที่สามารถพิสูจน์และลงโทษ) ซึ่งทำให้มันเป็นการสมมติที่ปลอดภัยในการปฏิบัติ

การตอบสนองในแง่ดี: โปรโตคอลทํางานที่ความเร็วเครือข่ายโดยไม่มีความล่าช้าโดยธรรมชาติ ผู้นําจะเดินหน้าฉันทามติทันทีที่ได้รับคะแนนเสียงที่จําเป็น และมองว่าการเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นทันทีที่องค์ประชุมหมดเวลาถูกสังเกต แทนที่จะรอช่วงเวลาหมดเวลาที่แน่นอน การออกแบบที่ตอบสนองในแง่ดีนี้ช่วยลดเวลารอและเพิ่มปริมาณงานสูงสุดในขณะที่ยังคงจัดการกับความไม่ตรงกันและข้อผิดพลาดได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเกิดขึ้น

การสื่อสารแบบเชิงเส้น: ในเส้นทางที่ดี (หมายถึงผู้นำซื่อสัตย์) ความซับซ้อนของข้อความและการตรวจสอบความถูกต้องเป็นเชิงเส้นตามจำนวนของผู้ตรวจสอบได้ MonadBFT รักษารูปแบบการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพของ HotStuff โดยใช้ลายเซ็นรวมและการส่งข่าวจากผู้นำไปยังผู้ตรวจสอบอย่างง่ายซึ่งทำให้โปรโตคอลสามารถขยายตัวไปสู่ 100s ของผู้ตรวจสอบโดยไม่มีขัดข้องในประสิทธิภาพ

ข้อความปฏิเสธความรับผิดชอบ：

1. บทความนี้พิมพ์ซ้ําจาก [michael_lwy] ลิขสิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [michael_lwy]. เดือนเร็จเทศไทยไอคตู้การบริษัทเย็นเขตเครื่อสุดตู้แท็บการGate เรียนทีม และพวกเขาจะดำเนินการโดยเร็ว
2. คำปฏิเสธความรับผิด: มุมมองและความคิดเห็นที่ปรากฏในบทความนี้เป็นมุมมองเฉพาะของผู้เขียนเท่านั้น และไม่เป็นคำแนะนำในการลงทุนใด ๆ
3. การแปลบทความเป็นภาษาอื่นๆ นั้น เป็นผลงานของทีม Gate Learn หากไม่ได้ระบุไว้ การคัดลอก การกระจาย หรือการลอกเลียนบทความที่ถูกแปลนั้นถือเป็นการละเมิด