Dies ist eine Übersetzung des ursprünglichen englischen Artikels.
Palo Alto, Kalifornien, 20. März 2024, Chainwire
Pilotfish, eine Prototyp Sui-Erweiterung, konnte die Durchsatzkapazität der Smart-Contract-Ausführung in direkter Proportion zur Anzahl der eingesetzten Maschinen erhöhen.
Mysten Labs, ein Team führender Experten für verteilte Systeme, Programmiersprachen und Kryptografie sowie Urheber des Sui-Netzwerks, gab heute einen bedeutenden Fortschritt beim Scalieren der Blockchain-Kapazität bekannt. Während der Tests und Entwicklungen in einer Sui-Blockchain-Umgebung erhöhte Pilotfish, eine Prototyp Sui-Erweiterung, den Durchsatz um das 8-Fache, als es von 8 Maschinen unterstützt wurde, und veranschaulichte erfolgreich die Möglichkeit des linearen Scaliings. Bemerkenswert ist, dass die Latenz pro Transaktion abnahm, als während des Tests mehr Maschinen hinzugefügt wurden, was erstmals die Machbarkeit des linearen horizontalen Scaliings für Transaktionen mit niedriger Latenz in jeder Blockchain bewies.
Dieser Proof-of-Concept wurde formal als akademischer Preprint mit dem Titel, „Pilotfish: Distributed Transaction Execution for Lazy Blockchains„, präsentiert und zunächst am 29. Januar 2024 als Artikel im Open-Access-Archiv arXiv geteilt.
„Pilotfish ist ein Game Changer, da die Blockchain-Industrie versucht, den gleichen dynamischen Kapazitätsanstieg zu erreichen, der derzeit nur mit zentralisierten Servertechnologien möglich ist“, sagte Lefteris Kokoris-Kogias, einer der Autoren des Papiers und Forscher bei Mysten Labs. „Pilotfish hat das Potenzial, den Durchsatz weit über das hinaus zu steigern, was derzeit an der Spitze der hochleistungsfähigen Blockchains steht, und ermöglicht Transaktionsdurchsatzniveaus, die keine andere heute existierende Blockchain erreichen kann.“
Sui führt die Branche in Bezug auf den Durchsatz an, indem es mehrere Kerne für die parallele Transaktionsausführung innerhalb einzelner Validatoren nutzt. Mit diesem Ansatz erreichte Sui innerhalb von Monaten nach dem Mainnet 65,8 Millionen Transaktionsausführungen an einem einzigen Tag – mehr als jede andere Blockchain bisher. Eine einzelne Maschine kann jedoch nur eine endliche Anzahl von Kernen integrieren, sodass die Durchsatzgewinne durch diese Strategie begrenzt sind. Darüber hinaus sind die Maschinen, die große Anzahl von Kernen aufnehmen können, teuer in der Anschaffung und Nutzung. Die bahnbrechende Lösung, die Pilotfish bietet, ermöglicht es einem einzelnen Validator, mehrere Server gleichzeitig zu verwenden. Diese neue Technologie macht nicht nur elastische Kapazität möglich, sondern ihre Auto-Scaling-Architektur, ähnlich wie bei zentralisierten Lösungen wie AWS oder Heroku, ermöglicht die Verwendung kleinerer, günstigerer Server, die bei Bedarf verfügbar sind.
Nahezu alle anderen Blockchains, die versuchen zu skalieren, verwenden eine Form von Batchverarbeitung – das Gruppieren von Transaktionen, um sie alles auf einmal hinzuzufügen. Der Nachteil dieser Methode ist eine signifikante zusätzliche Latenz. Anstatt dass Transaktionen direkt zur Endgültigkeit gelangen, werden sie verzögert, während sie darauf warten, dass andere für die Ausführung mit ihnen gebündelt werden. Im Gegensatz zu diesen anderen Skalierungslösungen erreicht Pilotfish potenziell lineares Durchsatz-Scaling, ohne die Latenz zu erhöhen. In einfachen Worten: Mit dem horizontalen Scaling, das durch Pilotfish ermöglicht wird, kann ein Validator einfach durch die Einbindung der erforderlichen Anzahl von Maschinen seinen Durchsatz und Ressourcennutzung an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen.
Alberto Sonnino, ein Forschungswissenschaftler bei Mysten Labs, sagte: „Bisher war die einzige Option, die Kapazität eines Validators zu erhöhen, ein Upgrade auf eine leistungsstärkere Maschine. Pilotfish entfernt diese Einschränkung und ermöglicht horizontales Scaling, indem einfach Server hinzugefügt werden, ohne die Ausführung zu verzögern. Mit Pilotfish ist die Frage nicht mehr, ob ein bestimmter Durchsatz möglich ist, sondern wie viele Server benötigt werden.“
Pilotfish erreicht seine bemerkenswerte Skalierbarkeit, indem es einem einzelnen Validator ermöglicht, Transaktionen über mehrere Maschinen hinweg auszuführen. Konkret partitioniert Pilotfish die Validierungsfunktion in drei Schlüsselrollen: (1) der Primary, der Transaktionen sequenziert, indem er einen hochdurchsatzfähigen Konsens verwendet, (2) SequencingWorkers (SWs), die Transaktionen speichern und zur Ausführung versenden; und (3) ExecutionWorkers (EWs), die den Blockchain-Zustand speichern und Transaktionen ausführen, die von den SWs empfangen werden. Unterschiedliche Komponenten können auf mehreren verschiedenen Maschinen angeordnet werden, um die Kapazität des Systems präziser zu erhöhen.
In experimentellen Ergebnissen hat Pilotfish bereits bemerkenswerte Resultate in Bezug auf lineares Scaling, niedrige Latenz und Unterstützung für verschiedene Workloads erzielt. In Tests reduzierte Pilotfish die Netzwerk-Antwortzeiten und hielt eine Latenz von unter 20 ms aufrecht. Zukünftige Pläne beinhalten Verbesserungen wie mehrere SequencingWorkers, Shard-Replikation und ultraschnelle Netzwerke.
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