Shoal фрейм: як зменшити затримку протоколу Bullshark на Aptos

Огляд

Aptos Labs розробила фреймворк Shoal, який значно підвищив продуктивність протоколу консенсусу на основі Narwhal (, такого як DAG-Rider, Tusk, Bullshark ), завдяки конвеєрній обробці та механізму репутації лідера. У безвідмовному режимі Shoal знизив затримку Bullshark на 40%, а в режимі з відмовами - на 80%.

Основна ідея Shoal полягає в послідовному виконанні кількох екземплярів базових протоколів. Наприклад, Bullshark, це як кілька "акул" бігають на естафеті.

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-8d6acd885bad7b8f911bdce15a7c884f.webp)

Фон та виклики

Блокчейн-мережі завжди прагнули до вищої продуктивності. Ранні спроби підвищити пропускну здатність шляхом зниження складності зв'язку мали обмежений ефект. Недавній прорив полягає в розділенні передачі даних і логіки узгодження, що дозволяє досягти паралелізації. Система Narwhal використовує цю архітектуру, досягаючи пропускної здатності 160000 TPS.

Проте, протокол консенсусу лідерів (, такий як Hotstuff/Jolteon), не може повністю використати потенціал Narwhal. Хоча Bullshark, заснований на DAG, підтримує високу пропускну здатність, затримка збільшилася на 50%.

Впровадження конвеєрної обробки та механізму репутації лідера в протоколі DAG вважається складним, оскільки:

1. Зміна основної логіки Bullshark, здається, неможлива
2. Динамічний вибір лідера може призвести до різних результатів сортування

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f6b6281c928e3fa7a2412a480c9c1806.webp)

Дизайн рамки Shoal

Shoal фреймворк майстерно вирішує вищезазначені виклики:

1. Обробка по конвейерному методу: по черзі запускається кілька екземплярів Bullshark, кожен з яких обробляє одну прив'язку.
2. Репутація лідерів: обчислення рейтингу вузлів на основі історії причинно-наслідкових зв'язків, схильність обирати вузли з високими балами як лідерів.
3. Без тайм-ауту: використання "годинника", наданого конструкцією DAG, для оцінки швидкості мережі, щоб уникнути використання механізму тайм-ауту.

Ці технології дозволяють Shoal працювати на швидкості мережі, навіть у випадках асинхронних мереж або відмови лідера.

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-b7ed8888da112bae8d34c0fdb338b138.webp)

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-46d37add0d9e81b2f295edf8eddd907f.webp)

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b0928cb6240e994c1514c75e080a4b2.webp)

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-859e732e16c3eee0e2c93422474debc2.webp)

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/social/moments-9f789cb669fcc244ea7ff7648e48b4)

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-1baf540693f376d93cb18ef3193593cc.webp)

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-cc09a26f7c3d94ee785de75e47bf42fb.webp)

Оцінка результатів

Експерименти показали, що Shoal значно покращує затримку Bullshark:

• У безвідмовному режимі: затримка знижена на 40% порівняно з Baseline Bullshark
• У випадку збою (50 верифікаційних вузлів, 16 збоїв ): затримка знижена на 65% порівняно з Baseline Bullshark

Shoal також має характеристику "універсальної відповіді", яка дозволяє підтримувати хорошу продуктивність за різних умов мережі.

В цілому, фреймворк Shoal успішно вирішив ключові проблеми в DAG-BFT, значно підвищивши продуктивність блокчейну Aptos.

! [10 000 слів, що пояснюють рамки Shoal: як зменшити затримку Bullshark на Aptos?] ](https://img-cdn.gateio.im/social/moments-6461c85fe1553879062f7628f5553)