비잔틴 합의 프로토콜에 관한 새로운 연구 MysticetiSui 는 트랜잭션 대기 시간을 획기적으로 줄이고 검증자의 CPU 요구 사항을 낮출 수 있는 잠재력을 제공합니다. Sui 현재 빠른 경로로 인해 대기 시간이 짧은 선두주자이지만, 새로운 합의 프로토콜은 모든 트랜잭션의 대기 시간을 더 낮출 수 있습니다.

Sui의 디자인 와 일각고래-불샤크 합의 알고리즘을 빠른 경로와 결합하고, 소유 개체와 공유 개체를 포함하는 처리를 구분합니다. 전자는 빠른 경로로 처리하고 후자는 합의 경로로 처리하여 블록체인에 커밋합니다. 이 메커니즘에 따라 Sui 은 2023년에 5,414 TPS, 하루 6,500만 건의 트랜잭션을 처리하는 기록을 세웠습니다.  

지속적인 연구 끝에 시스템에 내재된 특정 지연 문제를 해결하여 나르왈-불샤크를 개선한 미스틱티가 탄생했습니다. 테스트 결과, 컨센서스의 경우 500밀리초, 단일 소유자 트랜잭션의 경우 250밀리초가 소요되는 것으로 나타났으며, 매우 높은 처리량을 유지했습니다. Sui 를 위해 특별히 설계된 Mysticeti는 오늘날의 Sui 네트워크보다 훨씬 적은 CPU 비용과 복잡성으로 단일 소유자 객체 트랜잭션, 빠른 경로, 공유 객체 트랜잭션을 모두 지원합니다.

합의 재설계

일각고래 및 엄니와 마찬가지로, 미스틱티는 합의 알고리즘을 사용합니다. 직접 비순환 그래프 (DAG)를 기반으로 한 합의 알고리즘을 사용하는데, 각 검증자는 과거 블록에 연결되는 트랜잭션 블록을 제안합니다. Narwhal-Tusk는 DAG 기반 합의 알고리즘이 지연 시간을 처리량에서 분리하고 네트워크 및 노드 장애가 발생하더라도 매우 높은 처리량을 유지할 수 있음을 보여주었습니다. 1차 작업자 아키텍처를 통해 일각고래 기반 설계는 처리량 중재 가능성을 제한 없이 높일 수 있었습니다. 

그러나 Narwhal-Tusk의 커밋 지연 시간은 다음과 같은 결합된 디자인보다 약간 더 나빴습니다. 졸테온과 디토와 같은 알고리즘보다 약간 더 느렸는데, 그 이유는 세 가지입니다: 

먼저, Narwhal은 블록을 모두와 공유하기 전에 각 라운드마다 정족수 검증인의 서명을 받아야 하므로 블록을 개별적으로 인증합니다. 이 프로세스는 각 라운드 동안 블록에 대해 왕복 1.5회의 지연 시간을 발생시킵니다. 불샤크에서는 커밋에 두 라운드가 걸리므로, 블록을 커밋하려면 세 번의 라운드가 필요합니다. 대신 Mysticeti 검증자는 블록에 서명하고 공유하기만 하면 되므로 한 라운드 동안 각 블록에 대해 왕복 절반의 지연 시간을 달성할 수 있습니다. 이러한 변화로 인해 왕복 횟수가 50% 감소했으며, 이는 저희가 아는 한 현존하는 DAG 기반 합의 알고리즘 중 가장 낮은 왕복 횟수입니다.

둘째, 각 검증자에서 Narwhal과 Tusk의 주 작업자를 구분하면 처리량이 증가하지만 경우에 따라 지연 시간이 증가할 수도 있습니다. 워커는 헤더에 포함할 해시를 프라이머와 공유하기 전에 충분한 수의 다른 워커가 블록을 수신했는지 확인해야 합니다. 최악의 경우 지연 시간이 한 번 더 늘어날 수 있습니다. 이러한 워커-프라이머리 아키텍처는 단일 컴퓨터의 네트워크 대역폭이 병목현상을 일으킬 때 합의 확장을 가능하게 하며, 이는 수십만 TPS 범위에서 발생하는 경향이 있습니다. 미스틱티는 이 아키텍처에서 벗어나 프라이머리 블록 내에서 트랜잭션을 인라인 처리하기 때문에 여전히 10만 TPS 이상의 매우 높은 처리량을 지원합니다.

마지막으로, 원본 백서에 명시된 바와 같이 불샤크와 터스크는 각각 2라운드와 약 3라운드마다 커밋하며, 리더 블록이 링크한 하위 DAG만 커밋합니다. 이 주기로 인해 커밋된 블록 직후에 포함되지 않은 트랜잭션은 커밋되기까지 두 배의 라운드를 기다리거나 다음 리더가 연결하지 않으면 더 많은 라운드를 기다릴 수 있습니다. 미스틱티의 새로운 커밋 규칙은 자연스럽게 매 라운드마다 여러 명의 리더를 지정하여 더 많은 트랜잭션이 더 일찍 커밋될 수 있도록 합니다. 이러한 혁신은 대기 시간을 줄이는 데 있어 Mysticeti의 가장 큰 장점입니다.

이러한 변화의 결과로 Mysticeti는 광역 네트워크(WAN)의 테스트 환경에서 약 500밀리초로 환산되는 3회의 메시지 지연 시간 내에 커밋을 달성했습니다. 낮은 지연 시간에서 50,000TPS 이상의 견고한 처리량을 유지하며, 약 1초의 지연 시간에서 100,000TPS 이상의 처리량을 유지합니다. 장애에 대한 견고성, 검열 저항성, 체인 품질, 높은 처리량, 검증자 전반의 네트워크 리소스 최대 사용 등 DAG 합의의 다른 장점도 그대로 유지합니다. 전체 성능 결과는 백서에 포함되어 있습니다, 미스틱티: 빠른 커밋 경로를 갖춘 저지연 DAG 합의. Mysticeti의 평가에 대한 소스 코드는 다음에서 확인할 수 있습니다. GitHub. 

또한, Sui 의 소유 개체 트랜잭션에 대한 빠른 경로는 이상적인 시나리오에서 두 번 왕복한 후 최종 완료에 도달하며, 이는 WAN에서 약 250밀리초입니다. 이 매우 빠른 모드를 유지하기 위해 Mysticeti에는 빠른 경로도 포함되어 있습니다. 검증자는 트랜잭션을 포함할 수 있으며, 다른 검증자는 추가 서명 없이 Mysticeti DAG를 통해 투표할 수 있습니다. 미스틱티는 블록 내에서 트랜잭션을 인라인 처리하여 이 프로세스를 가능하게 합니다. 결과적으로 대량의 서명 생성 및 검증 없이 트랜잭션을 인증할 수 있으며, 동일한 CPU에서 5~10배 빠른 경로 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 

새로운 표준 설정

500밀리초의 커밋 지연 시간은 대규모 WAN 컨센서스를 위한 높은 처리량에서 역대 가장 빠른 속도이며, 블록체인 산업을 혁신할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 여기에 50,000 TPS에 이르는 확장 가능한 인프라가 더해지면 Sui 은 원시 성능 면에서 중앙 집중식 컴퓨팅 시스템의 강력한 경쟁자가 됩니다.