自研高效異步共識算法中國團隊拿到計算機系統“奧斯卡”
2023年10月23-26日,計算機系統國際頂會“第29屆ACM操作系統原理大會(SOSP)”在德國科布倫茨召開。記者從會上了解到,螞蟻鏈和上海交通大學合作研發的異步共識算法MyTumbler成功入選,標志著中國科學團隊在全球共識算法技術領域實現了重大突破。
SOSP是計算機操作系統領域的頂尖會議,相當于計算機操作系統界的“奧斯卡”,其錄取率控制非常嚴格,常年不超過20%。共識算法是一種用于確保分布式系統中所有節點達成一致的算法,是區塊鏈系統安全高效運行以及多方數據協作的重要基礎。
圖注:螞蟻鏈徐文博在SOSP 2023大會上做主題分享
如何提升異步共識算法的關鍵性能是一項跨世紀的難題。直到現在,全球也很少見到既保證高效,又能適應各種復雜網絡場景的異步共識算法應用在實際生產中。而MyTumbler做到了兩者的兼顧,無論是網絡好壞、網絡負載高低,都能夠提供高性能的服務。
在全球廣域網部署100節點的實驗中, MyTumbler的共識吞吐量在交易大小為1KB和200B時分別達到13萬和65萬TPS,較半同步算法提升了5倍以上,較最新推出的Tusk異步算法提升了1倍,而延遲則降低了一半。作為區塊鏈核心底層技術,MyTumbler已經廣泛應用在螞蟻鏈的產業場景中。
論文的并列第一作者、螞蟻鏈共識算法負責人徐文博博士在SOSP大會上詳細介紹了MyTumbler共識的原理和特性。首先,MyTumbler允許節點以時間戳的形式進行靈活提案,讓偏遠節點的提案也能被公平地共識上鏈,是一種全新的共識范式;其次,MyTumbler允許空閑節點跳過自己的提案輪次,避免對空提案進行不必要的共識,在異步共識中是首創;第三,MyTumbler優化了共識流程,通過引入快速通道,避免了不必要的拋幣,將7輪消息交互減少到最低只用3輪。
“我們希望設計一種對等、靈活且自適應的區塊鏈共識算法,使得所有共識節點既能平等參與鏈的維護,又能動態、及時地調整共識策略,快速適應當前網絡的狀態和用戶請求的特征,MyTumbler達到了我們的設計預期。” 徐文博表示,隨著數字經濟朝著多方參與的方向發展,高效、安全的共識協議將成為數據協作的重要基石,讓多方協同的生態更加繁榮。
螞蟻鏈是國內堅持區塊鏈核心技術自主可控的代表性企業。過去幾年,螞蟻鏈圍繞跨鏈、網絡、存儲等區塊鏈關鍵技術,先后自研發布了跨鏈服務ODATS、高速通信網絡BTN、存儲引擎LETUS等明星產品,推出支持萬級節點、十萬級交易TPS性能的大規模區塊鏈開放架構HOU。
在技術研發過程中,螞蟻鏈也積累了大量專利。國家知識產權局知識產權發展研究中心今年4月份發布的報告顯示,螞蟻鏈以4740件專利授權量排名全球第一位,其中技術領域專利數量占比最高,達到81.62%,表明螞蟻鏈具有較強的技術研發實力。