On Sharding Open Blockchains with Smart Contracts
Notice bibliographique
Résumé
Current blockchain systems suffer from a number of inherent drawbacks in its scalability, latency, and processing throughput. By enabling parallel confirmations of transactions, sharding has been proposed to mitigate these drawbacks, which usually requires frequent communication among miners through a separate consensus protocol.In this paper, we propose, analyze, and implement a new distributed and dynamic sharding system to substantially improve the throughput of blockchain systems based on smart contracts, while requiring minimum cross-shard communication. Our key observation is that transactions sent by users who only participate in a single smart contract can be validated and confirmed independently without causing double spending. Therefore, the natural formation of a shard is to surround one smart contract to start with. The complication lies in the different sizes of shards being formed, in which a small shard with few transactions tends to generate a large number of empty blocks resulting in a waste of mining power, while a large shard adversely affects parallel confirmations. To overcome this problem, we propose an inter-shard merging algorithm with incentives to encourage small shards to merge with one another and form a larger shard, an intra-shard transaction selection mechanism to encourage miners to select different subsets of transactions for validation, as well as a parameter unification method to further improve these two algorithms to reduce the communication cost and improve system reliability.We analyze our proposed algorithms using the game theoretic approach, and prove that they converge to a Nash Equilibrium. We also present a security analysis on our sharding design, and prove that it resists adversaries who occupy at most 33% of the computation power. We have implemented our designs on go-Ethereum 1.8.0 and evaluated their performance using both real-world blockchain transactions and large-scale simulations. Our results show that throughput has been improved by 7.2×, and the number of empty blocks has been reduced by 90%.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».