区块链最新论文速递NeuChain: A Fast Permissioned Blockchain System with Deterministic Ordering

Posted 2022-11-29 软件工程小施同学

标题：

NeuChain: A Fast Permissioned Blockchain System with Deterministic Ordering

标签：

2022、VLDB、system architecture、deterministic ordering、asynchronous block generation、pipelining、security mechanisms

会议/期刊：

International Conference on Very Large Data Bases (VLDB)

(CCF A)

摘要：

区块链在无信任的分布式环境中作为一个复制的交易处理系统（replicated transactional processing system）。现有的区块链系统都依赖于一个明确的排序步骤，以确定从多个对等体（peers) 收集的交易的全局顺序。排序共识(ordering consensus) 可能是瓶颈，因为它必须是拜占庭容错的，几乎不能从并行执行中受益。在本文中，我们提出了一个无排序（ordering-free）的架构，通过确定性的执行（deterministic execution）把排序隐含起来。基于这种新颖的架构，我们开发了一个许可区块链系统NeuChain。一些关键的优化，如异步区块生成（asynchronous block generation）和流水线（pipelining）被用来实现高吞吐量和低延迟。我们还设计了一些安全机制，以使我们的系统对恶意攻击具有鲁棒性。我们的基于地理分布的实验结果表明，NeuChain可以比HyperLedger Fabric实现47.2-64.1倍的吞吐量，比最先进的高性能区块链实现1.6-12.2倍的吞吐量。

贡献：

• 一种无排序的事务执行验证架构（Ordering-Free EV Architecture）：确定性排序、通过重排序减少块内事务冲突

• NeuChain System：异步区块生成、流水线技术

• 防御恶意攻击的机制

‍重要内容：

系统架构，(d)图，明显不需要排序过程

Neuchain系统架构

• Epoch Server：指定一个交易属于哪个区块（epoch number）

• Client Proxy：收集一批交易请求，发送给Epoch Server得到每个交易的区块号，根据epoch number组成不同的区块，然后发送给其它Client Proxy进行共识

• Block Server：负责事务执行、区块生成、验证（通过广播区块签名）、更新状态数据库。一个Client Proxy对应一个Block Server。

交易执行流程图

异步区块生成和流水线

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