就业率为18.6%。您可以阅读USENIX ATC中包含的conflux文件

释放双眼,带上耳机,听听看~!

近日,conflux团队撰写的论文《高吞吐量、快速确认的去中心化区块链》被国际顶级学术会议USENIX ATC聘请,并应邀出席2020年USENIX年度技术会议(USENIX ATC)作主题报告。

据悉,USENIX空中交通管制将于今年7月15日至17日在波士顿举行。目前已完成提交、审核、邀请发送等环节。在USENIX组委会收到的348份完整稿件中,经过严格评审,只有65份被接受,就业率为18.6%。竞争非常激烈。

作为计算机系统领域的国际顶级学术会议,USENIX ATC也是中国计算机学会推荐的甲级系统会议,在计算机系统领域具有重要影响。自1992年第一届USENIX空中交通管制会议召开以来,已成功举办了31届会议。吸引了普林斯顿、斯坦福、加州大学、伯克利、康奈尔、清华大学、北京大学、华中科技大学、上海交通大学等顶尖大学以及微软、英特尔、三星等科技巨头投稿。

2019年,中国计算机学会根据技术专业、届数、参加人数、就业率等相关因素,重点听取院士意见,征求学者建议,将美国计算机学会列为a级国际学术会议。

Conflux

近年来,随着我国计算机理论研究水平的迅速提高,越来越多的中国高校和企业出现在ATC上。本文的研究目的是通过基于一致性协议的合理系统设计和优化,提高区块链的性能,保证区块链的安全。本文指出,区块链技术的应用对于提高区块链在共识层面的吞吐量,减少区块验证的等待时间具有重要意义。与近两年的其他前沿学术工作相比,conflux论文的亮点如下:

一。提出了自适应权重的概念。根据网络是否受到攻击,在兼顾效率和安全性的前提下,在乐观策略和保守策略之间切换。

二。实现了3倍网络延迟时间内的块确认,与以前的结果相比有了很大的改进。

3在20mbps网络条件下,实现了9.38mbps的协议数据承载能力。就每个事务100字节而言,它相当于每秒11000个事务。

四。通过执行以太坊的真实历史事务(包括智能合约)测试系统性能,达到每秒1392个事务。其他系统开发团队没有这样的测试数据。 ;

值得一提的是,在近三年来各大学术会议聘请的论文中,conflux是第一个完成系统开发并启动主网的POW共识协议。

协议设计

本文首先指出,在调整负载证明参数和提高块生成率时,Nakamoto一致性协议存在安全问题,ghost一致性协议存在主动攻击问题。

在该攻击模中,假设攻击者对矿工之间的网络具有一定的控制权:当诚实的矿工挖出或接收到一个块时,在固定的D秒时间后,该模保证所有诚实的矿工都接收到该块。但同时,攻击者可以决定谁可以接收该块,谁不能。

在Nakamoto-Cong协议中,过高的块生成率会导致大量的块分叉,并且最长的链增长缓慢,因此攻击者更有可能构造一个侧链反超。

Conflux

在ghost协议中,攻击者利用其控制网络的能力,将诚实节点分成两组,计算能力大致相等。组内通信顺畅,组间通信延时d秒。因此,每组矿工无法看到另一组矿工在最后d秒内生成的区块。利用网络延迟造成的差异,攻击者使两组参与者对“X,Y的子树权重较大”有不同的看法,从而导致诚实参与者的观点出现分歧。

Conflux

为了解决这个问题,conflux首先提出了结构化ghost。与ghost协议不同,在结构化ghost协议中,只有1/h的块有权,而其他块没有权。H是一个一致的协议参数。根据块头的散列值,通过一定的方法选择哪些块具有权重。为了便于理解,让我们举个例子。如果h=1024,则当前的困难要求每个合法块的散列值的前50位为0,则只有块的前60位为0才能具有权重。

Conflux

在安全性方面,该方法相当于将ghost的块生成率降低到1/h,只有当块生成率很高时,上述攻击模式才有效。从而解决了鬼的主动攻击问题。

然而,较慢的“加权块”生成速率导致较慢的块确认时间。因此,conflux设置了两种块生成策略。乐观策略使用普通ghost规则,而保守策略使用结构化ghost规则。当攻击发生时,一致协议异步切换到保守策略。当没有攻击发生时,使用乐观策略。特别是在保守策略中,将每个加权块的权重设置为h,以保证两种策略下生成块的期望权重不变。两种策略之间的切换规则尤为重要。Conflux设计了一套规则来确保:

一。如果攻击发生并持续一段时间,所有诚实节点都会切换到保守策略。

二。当诚实节点未检测到攻击时,攻击者无法使用保守策略挖掘侧链。(影响区块确认时间);

同时,为了提高吞吐量,不浪费主链外的块,conflux采用了树结构。在重影规则中,每个块通过其父边指向另一个块,所有块构成树的结构。相反,conflux允许每个块通过引用边引用其他分支上的块,形成树结构。树图结构不丢弃任何块,极大地提高了一致级别的吞吐量。

在树结构的顶部,conflux通过ghost规则选择主链。然后,根据主链对块进行排序。然后,块的顺序决定哪些事务在第一位,哪些事务在最后一位。

Conflux

系统实现与优化

在提高吞吐量之后,conflux在系统实现过程中遇到了很多挑战。Conflux提出了几种优化方案。

一。检查点机制:当一个块被高概率确认并持续很长时间时,conflux的整个节点将删除该块先前的交易内容和账簿状态,只保留块头以节省内存空间。

二。引导机制:如果区块链系统的吞吐量接近带宽限制,当添加新节点时,来自创建块的同步将导致新节点永远赶不上最新状态。因此,conflux从检查点同步事务。

3事务转发:conflux使用一种更高效、占用带宽更少的重复数据消除方法来实现事务转发。

四。签名验证:签名验证的计算量巨大,conflux采用多线程并行签名验证。

五。激励机制:conflux设计了几个激励机制细节来处理树结构中可能的攻击。

六。延迟执行:在高块生成率下,由ghost规则选择的主链末端通常不稳定。在triial的实现中,每次主链末端“摆动”,块的顺序都会发生变化,所以conflux需要重新执行事务。这会带来不必要的开销。在延迟执行策略中,对于high-x主链块,只需要在high-x-c块之前执行事务,并填写账簿Merkle根。C是一个经验参数:当系统正常运行时,除了主链上的最后C个区块外,其他区块的“摆动”频率非常低。

七。使用link-cut-tree来维护树结构。保持子树权重的计算成本从O(n)降低到O(logn)

Conflux

Conflux

实验数据

Conflux正在800台Amazon EC2 m5.2x大虚拟机上进行试验。在可伸缩性实验中,每台机器运行15个conflux完整节点,模拟多达12000个完整节点。在其他实验中,每台机器运行一个conflux完整节点。所有实验都将每个节点的网络带宽限制在20 Mbps

在不同的块大小和块生成速率下,合流块的传输延迟和确认时间约为几十秒。支持高达9.38 Mbps的一致吞吐量。(100字节/事务,相当于每秒11000个事务)

Conflux

当网络中所有节点的数量增加时,事务转发和确认时间没有显著增加。

Conflux

在事务执行实验中,conflux重新路由了以太坊上的真实数据,达到每秒1392个事务的速度。事务执行实验表明,conflux不仅设计了一个高效的一致性协议,而且为区块链系统的效率提供了一个端到端的解决方案。

Conflux

这次USENIX ATC收录了conflux团队的论文,这是对conflux团队研究成果的极大肯定。未来,conflux还希望以优秀的理论基础为土壤,与更多计算机领域的优秀科学家和合作伙伴进行交流、讨论和合作,使技术尽快扎根。

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