완전히 확장 가능한 TPS를 가진 블록리스 블록 전파 기법

Concetti Chiave

본 논문은 블록 본문을 전파하지 않고도 거래 처리량(TPS)을 크게 향상시킬 수 있는 블록리스 블록 전파(BBP) 기법을 제안한다. BBP에서는 노드들이 다음 블록의 거래 내용을 미리 예측하고 사전 실행 및 검증을 수행하여, 실제 블록이 생성될 때 블록 본문 전파 없이도 블록 검증이 가능하다. 이를 통해 블록 전파 시간이 거래 수에 의존하지 않게 되어 TPS 확장성이 크게 향상된다.

Sintesi

본 논문은 블록체인 시스템의 거래 처리량(TPS) 확장성 문제를 해결하기 위해 블록리스 블록 전파(BBP) 기법을 제안한다.

1. 기존 블록체인 시스템의 TPS 확장성 한계 분석:

• 블록 크기 증가에 따른 블록 전파 지연 문제로 인해 TPS와 보안성 간 트레이드오프 존재
• 블록 검증 시간이 거래 수에 비례하여 증가하는 문제

2. BBP 기법 제안:

• 블록 본문을 전파하지 않고 블록 헤더만 전파하는 방식
• 각 노드가 다음 블록의 거래 내용을 미리 예측하고 사전 실행 및 검증 수행
• 블록 전파 시간이 거래 수에 의존하지 않아 TPS 확장성 향상

3. BBP 구현을 위한 기술적 과제 해결:

• 시간 기반 거래 선택 및 정렬(TSO) 알고리즘을 통해 노드 간 사전 검증 블록 동기화
• 코인베이스 거래 처리를 위한 사전 검증 알고리즘 제안

4. 실험 결과:

• BBP가 기존 Ethereum 프로토콜 대비 블록 전파 시간을 4배 단축
• BBP의 TPS 성능은 노드 하드웨어 성능에 의해 제한되며, 블록 전파 시간에 의해 제한되지 않음

Statistiche

블록 크기 200개 거래 기준, 블록 헤더 검증 시간: 약 100ms
블록 크기 200개 거래 기준, 거래 실행 시간: 약 200ms
블록 크기 500개 거래 기준, 블록 헤더 검증 시간: 약 100ms
블록 크기 500개 거래 기준, 거래 실행 시간: 약 300ms

Citazioni

"BBP can improve the TPS scalability from O(1/log(N)) to O(1), where N is the number of nodes in the network."
"With our scheme, most transactions do not need to be validated and transmitted during block propagation, ridding the dependence of propagation time on the number of transactions in the block, and making the system TPS scalable."

Approfondimenti chiave tratti da

Bodyless Block Propagation

by Chonghe Zhao... alle arxiv.org 04-04-2024

https://arxiv.org/pdf/2204.08769.pdf

Domande più approfondite

블록체인 시스템에서 거래 선택 및 정렬의 공정성과 투명성을 어떻게 보장할 수 있을까?

블록체인 시스템에서 거래 선택 및 정렬의 공정성과 투명성은 다양한 방법으로 보장될 수 있습니다.

합의 알고리즘의 활용: 합의 알고리즘(PoW, PoS, PBFT 등)은 블록체인 네트워크에서 거래의 순서와 유효성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 합의 알고리즘을 통해 모든 참여자가 동일한 거래 순서를 따르고, 거래의 유효성을 검증할 수 있습니다.

스마트 컨트랙트의 활용: 블록체인에서 스마트 컨트랙트를 사용하여 거래 규칙을 프로그래밍할 수 있습니다. 이를 통해 거래의 조건과 실행이 자동화되며, 거래의 공정성과 투명성을 보다 효과적으로 유지할 수 있습니다.

거래 선택 알고리즘의 설계: 거래 선택 알고리즘을 설계하여 모든 참여자가 동등하게 거래를 제안하고 선택할 수 있도록 보장할 수 있습니다. 이를 통해 어떤 거래가 블록에 포함되고 어떤 순서로 처리되는지에 대한 공정성을 유지할 수 있습니다.

거래의 투명성: 블록체인은 분산원장 기술로 모든 거래 내역이 공개되고 변경이 불가능하게 기록됩니다. 이를 통해 모든 참여자가 거래 내역을 확인하고 검증할 수 있으며, 거래의 투명성을 확보할 수 있습니다.