Sui Lutris：DAGと無コンセンサスを組み合わせて高スループット低レイテンシーを実現する画期的なブロックチェーンプロトコル

ブロックチェーン技術はビットコインの誕生以来、大きな進歩を遂げてきました。ゲームやNFTなどの新しいアプリケーションシーンの出現に伴い、ブロックチェーンコミュニティは技術の効率を向上させる方法を探求しており、特に高負荷の処理とリアルタイムレイテンシーの提供においてです。L1ブロックチェーンは二つの大きな課題に直面しています。一つは低レイテンシーを維持しながら高スループットを実現する必要があること、もう一つはコンセンサスプロトコルの長期的な安定性を確保することです。これらの課題を解決する際には、ノードの動的な参加と再構成を通じて分散化を維持する必要があります。

高スループットを実現する方法の一つは、DAGベースのコンセンサスプロトコルを使用することです。この種のプロトコルは、ブロックチェーンが大量のトランザクションを同時に処理できるようにし、ゲームやNFTなどのアプリケーションシーンに非常に適しています。しかし、DAGベースのプロトコルは通常、数秒のレイテンシーを引き起こし、一般的な送金やゲーム操作にとってはコストが高くなります。

一方で、無コンセンサスプロトコルはレイテンシーの削減と拡張において巨大な潜在能力を示しています。これらのプロトコルはコンセンサスの必要性を排除し、並行処理される独立したトランザクションの総順序を必要とせずに取引を迅速に処理することを可能にします。しかし、それらは一類の制限された単純なブロックチェーン操作に限定され、表現可能なスマートコントラクトを制約し、動的に変化するバリデータセットの再構成は挑戦的である可能性があります。

これらの方法には可能性がありますが、現在のところ、生産レベルのブロックチェーンで使用されているものはなく、学術会議で発表されるだけで、ブロックチェーンコミュニティでは広く使用されていません。Sui Lutrisは、新しいプロトコルで、DAGに基づくコンセンサスと無コンセンサスのアプローチを組み合わせ、サブ秒のレイテンシーと毎秒数千のトランザクションの持続的スループットを実現しています。Suiはこの二つのタスクを達成し、共有オブジェクト上で複雑な契約を表現し、チェックポイントを生成し、期間を跨いでバリデーターのセットを再構成する能力を維持しています。

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Sui Lutrisは、上記の2つの方法を組み合わせた独自のアプローチを採用しています。単一の所有者が所有する資産(に関連するオブジェクト)の操作の安全性を確保するために、システムはバリデーター間で一貫したブロードキャストプロトコルを採用しており、これによりレイテンシーはコンセンサスよりも低くなります。Sui Lutrisは、共有オブジェクト上で実行される複雑なスマートコントラクトを処理するためにのみコンセンサスに依存しており、つまり、任意のユーザーが変更できるオブジェクトです。Sui Lutrisは、チェックポイントの定義やバリデーターの再構成など、ネットワークメンテナンス操作もサポートしています。複製されたビザンチン環境でトランザクションを処理する際、この新しい戦略はウィンウィンのアプローチを提供します。

Sui Lutrisでは、秘密鍵を持つユーザーが取引を作成し署名し、自分が所有するオブジェクトや所有するオブジェクトと共有オブジェクトの混合体を変更します。取引は各検証ノードに送信され、検証ノードは一連の有効性と安全性のチェックを実行し、それに署名し、署名済みの取引をクライアントに返します。クライアントは、取引証明書を形成するために大多数の検証ノードからの応答を収集します。この時点で取引は不可逆的であると見なされます。

証明書の組み立てが完了した後、すべての検証ノードに送信され、検証ノードはその有効性を確認し、顧客に受領を確認します。取引が独占オブジェクトを含む場合、取引証明書は共通合意エンジンを待つことなく、即座に処理され実行されます。すべての証明書はDAGベースのコンセンサスプロトコルに転送されます。コンセンサスは最終的に証明書の総順序を出力します；検証ノードは共有オブジェクトを含む取引を確認し実行し、顧客は大多数の検証ノードの応答を収集し、それらを効果証明書として組み立て、取引決済の証明として使用できます。その後、各コンセンサス提出のためにチェックポイントが形成され、これも再構成プロトコルを駆動するために使用されます。

主要な取引プロセスに加えて、Sui Lutrisは生産レベルのブロックチェーンをサポートするための複数の機能を提供しています:

1. 最終的な確定性に達した後、チェックポイントプロトコルを実施します。このプロトコルは、システム内のすべての取引の因果関係の履歴を生成します。これは、完全な監査および効率的に完全なノードとレイテンシーの検証ノードを同期させるために使用されます。

2. は、各エポックの終了時に再構成をサポートします。この時、バリデーターセットおよびその投票権が変わる可能性があります。すべての最終トランザクションが1つのエポックに含まれるように、各エポックは慎重に終了し、最終的に安全であることを確認する必要があります。

3. は、epochの終了時に安全に"ロック解除"された誤ってロックされた資産の損害を最小限に抑えます。これは、以前のコンセンサスのないプロトコルで、脆弱性のあるクライアントが二重支払いを行った場合、資産が永久にロックされる問題を解決しました。

Sui Lutrisは、ユーザーが多くの価値を持つブロックチェーンを管理するためのサポートを提供します。完全な技術報告書には、安全性と活性プロトコルがどのように機能するかについての詳細情報が含まれており、標準的な分散システムモデルにおける部分的な同期を持つビザンチン参加者とのセキュリティ証明についても説明されています。