Sui公鏈核心分布式系統協議：Sui Lutris解析

Mysten Labs在長達數月的測試後,於8月18日發布了Sui Lutris白皮書的更新版本。該白皮書確認了兩個關鍵性能指標:

1. 使用PTBs技術,Sui每秒可處理14-15萬次操作,峯值TPS達5000。這遠超主網目前約700 TPS的基準測試水平。

2. 即便在部分驗證節點停止運行的情況下,Sui的最終確認延遲仍能保持在0.5秒以下。

白皮書還詳細闡述了Sui的運作機制,並提供了安全性證明以及外部測試者復現相關性能數據的指導。

Sui主網上線後,遊戲和NFT等應用迅速湧現。Mysten Labs近期發布的Sui Lutris技術報告介紹了支撐Sui網路的核心分布式系統協議。Sui Lutris使Sui能在高吞吐量和長期穩定性的前提下保持低延遲。

自比特幣誕生以來,區塊鏈技術已取得長足進步,新興應用如遊戲和NFT不斷湧現。業界也在持續探索提升區塊鏈效率的方法,尤其是在處理高負載和實現實時響應方面。

當前L1區塊鏈面臨兩大挑戰:在保持低延遲的同時實現高吞吐量,並確保共識協議長期穩定。這些挑戰可通過驗證節點的動態參與和配置來應對。

實現高吞吐量的一個有效方法是採用基於DAG的共識協議,如Sui使用的Narwhal/Bullshark。這類協議允許區塊鏈同時執行大量交易,非常適合遊戲和NFT等應用場景。然而,基於DAG的協議通常會產生幾秒鍾的延遲,這對普通轉帳或遊戲操作來說影響較大。

另一方面,無共識協議在降低延遲和擴展性方面表現出巨大潛力,如早期研究的FastPay原型。這類協議通過消除共識環節,實現了交易的快速處理,無需對並行處理的獨立交易進行同步。但其應用範圍僅限於簡單的區塊鏈操作,限制了智能合約的表達能力,且動態調整驗證節點集合存在挑戰。

盡管這兩種協議都有潛力,但目前尚未在生產級區塊鏈中得到廣泛應用。它們多數僅在學術會議上提出,未被區塊鏈社區廣泛採用。Sui Lutris作爲支撐Sui網路的協議,創新地結合了基於DAG的共識和無共識方法,實現了兩者的優勢:亞秒級延遲和每秒數千筆交易的持續吞吐量。同時,Sui保留了在共享對象上執行復雜合約、生成檢查點以及跨週期重新配置驗證節點集的能力。

結合共識與無共識方法

Sui Lutris採用了獨特的混合方法。對於單一所有者擁有的資產(獨佔對象)操作,系統在驗證節點間採用一致性廣播協議,實現低於共識的延遲。Sui Lutris僅在處理共享對象上的復雜智能合約時依賴共識,即任何用戶都可以修改的對象。此外,Sui Lutris還支持網路維護操作,如定義檢查點和重新配置驗證節點。這種新穎策略在復制的拜佔庭環境中處理交易時提供了一個兼顧兩方面優勢的解決方案。

Sui Lutris的交易生命週期包括以下步驟:

1. 用戶創建並簽署交易,修改其擁有的對象或混合對象。

2. 交易通過全節點發送至Sui Lutris驗證節點,進行有效性和安全性檢查,籤名後返回客戶端。

3. 客戶端收集大多數驗證節點的響應,形成交易證書,此時交易達到最終確認狀態。

4. 完整證書發送回所有驗證節點進行驗證。涉及獨佔對象的交易可立即處理,無需等待共識引擎。所有證書轉發至基於DAG的共識協議。

5. 共識輸出證書編號,驗證節點檢查並執行包含共享對象的交易。

6. 客戶端可收集大多數驗證節點的響應,組裝有效證書作爲交易結算證明。

7. 爲每個共識提交形成檢查點,用於驅動重新配置協議。

除主要交易流程外,Sui Lutris還提供多項支持生產級區塊鏈的功能:

• 在達到最終確認後實施檢查點協議,生成系統所有交易的歷史記錄,便於審計和同步。

• 支持每個週期結束時的重新配置,調整驗證節點集及其投票權。

• 在週期結束時安全"解鎖"因客戶端雙花攻擊而被誤鎖定的資產,最大限度減少損失。

作爲Sui的基礎設施,Sui Lutris的安全性至關重要。完整技術報告提供了安全性和活性協議的詳細運作說明,以及在標準分布式系統模型中與拜佔庭參與者部分同步的安全性證明。