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Publicação
HyFlexChain: A Permissionless Decentralized Ledger with Hybrid and Flexible Consensus Plane
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.12 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
To address the tradeoffs involving scale, security and performance, together with responsiveness
criteria for block-finality, new permissionless hybrid consensus models were
proposed for scalable decentralized ledgers and permissionless blockchains. The hybrid
consensus’ core idea is based on bootstrapping efficient, scalable, and secure permissionless
flexible consensus mechanisms to overcome typical inefficiencies of PoW (or
Nakamoto-inspired) consensus protocols. Hybrid consensus service planes can use PoW
consensus as a base layer, not to agree on transactions, but to agree on the sortition of
committee members. These committees, in turn, can execute other forms of consensus
protocols, for example: BFT consensus models, PBFT, PoS or PoET.
Some approaches for hybrid consensus in permissionless blockchains have been proposed
in recent research solutions. However, existing solutions target specific applications,
usually cryptocurrencies. Furthermore, those solutions cannot support the combinedadoption
of different consensus strategies, allowing the use of different consensus mechanisms
in combination and for dynamic adoption driven by the application.
In this dissertation, we propose HyFlexChain. HyFlexChain is a permissionless ledger
architecture supporting a hybrid and flexible consensus plane for large-scale blockchain
settings. Our solution addresses a modular hybrid consensus service plane and exposes
APIs to support transaction processing with on-chain smart contracts. The expressiveness
of these smart contracts allows applications to choose, dynamically, the possibility to use
different consensus mechanisms as alternatives or in combination.
De forma a abordar os desafios relacionados com escala, segurança e desempenho, assim como a capacidade de resposta do sistema na finalização de blocos, foram propostas soluções baseadas em modelos de consenso híbrido para registos distribuídos com grande capacidade de escalabilidade. A ideia principal do Consenso Híbrido é construir um consenso não permissionado, eficiente, escalável e seguro de forma a combater as típicas ineficiências do mecanismo de consenso PoW (inspirado emNakamoto). Planos de serviço de consenso híbrido utilizam PoW como base para a eleição de membros de comités e não para o processamento de transações. Por sua vez, estes comités executam outros modelos de consenso tolerantes a falhas bizantinas (BFT), tais como: PBFT, PoS ou PoET. Investigações recentes apresentam soluções que utilizam o modelo de consenso híbrido para blockchains não permissionadas.No entanto, as soluções existentes são específicas para certas aplicações, normalmente criptomoedas e não suportam uma utilização combinada e dinâmica de diferentes modelos de consenso, que possam ser geridas por aplicações. Nesta dissertação, propomos o sistema HyFlexChain - um registo distribuído não permissionado com elevada escalabilidade, cuja arquitetura suporta um plano híbrido e flexível de consenso. A nossa solução implementa um plano de serviço híbrido e flexível de consenso com uma arquiterura modular, o qual expõe interfaces (API) para o suporte do processamento de transações com contratos inteligentes (smart contracts) instalados na blockchain. Estes contratos inteligentes permitem às aplicações exprimir diferentes políticas de consenso, de forma dinâmica, com a possibilidade de escolher diferentes mecanismos de consenso que podem ser utilizados de forma combinada ou em alternativa.
De forma a abordar os desafios relacionados com escala, segurança e desempenho, assim como a capacidade de resposta do sistema na finalização de blocos, foram propostas soluções baseadas em modelos de consenso híbrido para registos distribuídos com grande capacidade de escalabilidade. A ideia principal do Consenso Híbrido é construir um consenso não permissionado, eficiente, escalável e seguro de forma a combater as típicas ineficiências do mecanismo de consenso PoW (inspirado emNakamoto). Planos de serviço de consenso híbrido utilizam PoW como base para a eleição de membros de comités e não para o processamento de transações. Por sua vez, estes comités executam outros modelos de consenso tolerantes a falhas bizantinas (BFT), tais como: PBFT, PoS ou PoET. Investigações recentes apresentam soluções que utilizam o modelo de consenso híbrido para blockchains não permissionadas.No entanto, as soluções existentes são específicas para certas aplicações, normalmente criptomoedas e não suportam uma utilização combinada e dinâmica de diferentes modelos de consenso, que possam ser geridas por aplicações. Nesta dissertação, propomos o sistema HyFlexChain - um registo distribuído não permissionado com elevada escalabilidade, cuja arquitetura suporta um plano híbrido e flexível de consenso. A nossa solução implementa um plano de serviço híbrido e flexível de consenso com uma arquiterura modular, o qual expõe interfaces (API) para o suporte do processamento de transações com contratos inteligentes (smart contracts) instalados na blockchain. Estes contratos inteligentes permitem às aplicações exprimir diferentes políticas de consenso, de forma dinâmica, com a possibilidade de escolher diferentes mecanismos de consenso que podem ser utilizados de forma combinada ou em alternativa.
Descrição
Palavras-chave
Decentralized Ledgers Consistency Permissionless Blockchains Parallel Blockchains Consensus Hybrid Consensus