Sui Lutris: 结合DAG共识与无共识方法的高性能区块链协议

区块链技术自比特币问世以来取得了显著进展。随着游戏和NFT等新应用场景的出现，业界不断探索提高技术效率的方法，特别是在处理高负载和实时延迟方面。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。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。然而,基于DAG的协议会带来几秒钟的延迟,对普通转账或游戏操作而言时间成本较高。

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排序。但它们仅限于简单的区块链操作,限制了智能合约的表达能力,且动态调整验证者集可能具有挑战性。

尽管潜力巨大,这些方法目前尚未应用于生产级区块链,仅在学术会议上发表,未被业界广泛采用。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,实现了亚秒级延迟和每秒数千笔交易的持续吞吐量。Sui不仅完成了这两项任务,还保持了在共享对象上执行复杂合约、生成检查点以及跨时期重新配置验证者集的能力。

Sui Lutris采用了独特的方法,将上述两种方案结合。为确保单一所有者资产操作的安全性,系统在验证者间采用一致性广播协议,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。这种创新策略在复制的拜占庭环境中处理交易时,提供了两全其美的解决方案。

Sui Lutris的交易生命周期如下:用户创建并签署交易,发送至验证节点。节点执行有效性检查,签名后返回给客户端。客户端收集大多数节点的响应形成交易证书,此时交易不可逆。证书发回所有节点确认。涉及独占对象的交易可立即执行,无需等待共识。所有证书转发至基于DAG的共识协议。共识输出证书的总顺序;节点执行包含共享对象的交易。客户收集大多数节点的响应,组装成效果证书作为交易结算证明。每个共识提交形成检查点,用于驱动重新配置协议。

除主要交易流程外,Sui Lutris还提供多项功能支持生产级区块链:

1. 实施检查点协议,生成所有交易的因果历史,用于完整审计和高效同步。

2. 支持每个时期结束时的重新配置,调整验证者集及其投票权。

3. 在时期结束时安全"解锁"错误锁定的资产,将漏洞损害降至最低。

Sui Lutris为管理大量价值的Sui区块链提供支持。该技术方案在标准分布式系统模型中证明了其与部分同步拜占庭参与者的安全性,为区块链技术的未来发展提供了新的思路。