빛의 속도를 쫓아서: 행성 규모의 적응형 비잔틴 합의 프로토콜의 저지연 구현

핵심 개념

Mercury는 비잔틴 합의 프로토콜의 복원력 임계값을 자율적으로 조정하여 작은 쿼럼을 형성할 수 있게 함으로써 거래 주문 속도를 크게 높일 수 있다.

초록

Mercury는 두 가지 운영 모드를 가지고 있다. 보수적 모드에서는 최대 복원력 임계값 t를 사용하여 합의를 진행한다. 반면 낙관적 모드에서는 더 작은 임계값 tfast를 사용하여 더 작은 쿼럼으로 합의를 진행할 수 있다.

Mercury는 주기적으로 시스템 상태를 점검하여 실제 고장 수 f가 tfast를 초과하는 경우 보수적 모드로 전환한다. 이를 통해 안전성과 활성화를 보장한다. 또한 클라이언트에게 점진적 일관성 보장을 제공하여 지연 시간을 더욱 단축할 수 있다.

실험 결과, Mercury는 기존 프로토콜 대비 최대 2.9배 빠른 거래 주문 지연 시간을 달성할 수 있었다. 이는 이론적 최적 링크 속도에 근접한 수준이다.

통계

복원력 임계값 t=6일 때 최소 쿼럼 크기는 13개 노드이지만, t=3일 때는 7개 노드로 충분하다.
복원력 임계값 t=6일 때 합의 지연 시간은 약 300ms인 반면, t=3일 때는 약 150ms이다.
클라이언트가 위치한 지역에 따라 최종 거래 지연 시간이 400ms에서 600ms 사이로 관찰되었다.

인용구

"Mercury는 비잔틴 합의 프로토콜의 복원력 임계값을 자율적으로 조정하여 작은 쿼럼을 형성할 수 있게 함으로써 거래 주문 속도를 크게 높일 수 있다."
"Mercury는 두 가지 운영 모드를 가지고 있다. 보수적 모드에서는 최대 복원력 임계값 t를 사용하여 합의를 진행한다. 반면 낙관적 모드에서는 더 작은 임계값 tfast를 사용하여 더 작은 쿼럼으로 합의를 진행할 수 있다."
"실험 결과, Mercury는 기존 프로토콜 대비 최대 2.9배 빠른 거래 주문 지연 시간을 달성할 수 있었다. 이는 이론적 최적 링크 속도에 근접한 수준이다."

핵심 통찰 요약

Chasing the Speed of Light: Low-Latency Planetary-Scale Adaptive Byzantine Consensus

by Chri... 게시일 arxiv.org 10-01-2024

https://arxiv.org/pdf/2305.15000.pdf

더 깊은 질문

Mercury의 자율적 임계값 조정 메커니즘이 실제 배포 환경에서 어떤 성능 변화를 보일지 궁금합니다.

Mercury의 자율적 임계값 조정 메커니즘은 실제 배포 환경에서 성능을 크게 향상시킬 것으로 기대됩니다. 이 메커니즘은 시스템이 현재의 실패 상태에 따라 적절한 임계값을 동적으로 조정하여, 소수의 장애가 발생했을 때 더 작은 쿼럼을 사용하여 합의를 신속하게 이끌어낼 수 있도록 설계되었습니다. 예를 들어, Mercury는 장애가 적은 경우에만 작은 쿼럼을 사용하여 합의 과정을 가속화하고, 장애가 많아지면 표준 크기의 쿼럼으로 전환하여 안전성을 보장합니다. 이러한 방식은 지리적으로 분산된 환경에서의 통신 지연을 최소화하고, 최적의 성능을 유지하는 데 기여합니다. 실험 결과에 따르면, Mercury는 BFT-SMaRt와 비교하여 평균적으로 1.87배의 속도 향상을 보여주었으며, 이는 실제 배포 환경에서도 유사한 성능 개선을 기대할 수 있음을 시사합니다.

Mercury가 제공하는 점진적 일관성 보장 기능이 실제 응용 프로그램에 어떤 영향을 미칠지 알고 싶습니다.

Mercury의 점진적 일관성 보장 기능은 실제 응용 프로그램에서 사용자 경험을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 기능은 클라이언트가 초기 응답을 받는 즉시 작업을 진행할 수 있도록 하여, 특히 시간에 민감한 거래나 마이크로 결제와 같은 응용 프로그램에서 유용합니다. 클라이언트는 응답을 받는 즉시 결과를 사용할 수 있으며, 이후 추가적인 응답을 통해 일관성을 강화할 수 있습니다. 이러한 점진적 일관성 모델은 사용자가 느끼는 대기 시간을 줄이고, 시스템의 전반적인 반응성을 높이는 데 기여합니다. 예를 들어, Mercury의 'Weak' 및 'Strong' 일관성 수준을 활용하면, 클라이언트는 초기 결과를 빠르게 수신하고, 이후에 더 강력한 일관성을 확보할 수 있어, 사용자에게 더 나은 경험을 제공합니다.

Mercury의 설계 원리가 다른 합의 프로토콜에도 적용될 수 있을지 궁금합니다.

Mercury의 설계 원리는 다른 합의 프로토콜에도 적용 가능성이 높습니다. Mercury는 쿼럼 기반의 BFT 프로토콜에서의 자율적 임계값 조정 및 점진적 일관성 보장이라는 혁신적인 접근 방식을 채택하고 있습니다. 이러한 원리는 HotStuff와 같은 다른 BFT 프로토콜에도 통합될 수 있으며, 특히 지리적으로 분산된 환경에서의 성능 최적화에 기여할 수 있습니다. 예를 들어, Mercury의 이중 운영 모드와 BFT 포렌식 기법은 다른 프로토콜에서도 장애 감지 및 복구 메커니즘을 개선하는 데 활용될 수 있습니다. 따라서 Mercury의 설계 원리는 다양한 BFT 프로토콜의 성능을 향상시키고, 더 나은 사용자 경험을 제공하는 데 기여할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.