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2023-11-09 07:49:35
2023-11-13
今年5月份，實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了自研區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)平臺(tái) BlockEmulator。目前，已經(jīng)得到了來(lái)自29個(gè)國(guó)家或地區(qū)超過(guò)1600 名區(qū)塊鏈研究者的關(guān)注或使用。Github project 頁(yè)面已經(jīng)得到了96個(gè) stars。
雖然我們已經(jīng)在 BlockEmulator.com 的主頁(yè)與 Github 代碼倉(cāng)庫(kù)詳細(xì)地介紹了該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念與使用手冊(cè)，但是仍然缺少一個(gè)更加嚴(yán)謹(jǐn)易懂的介紹文檔。為此，我們近日整理了一篇技術(shù)論文，已上傳至 arXiv 預(yù)印本網(wǎng)站。歡迎大家參閱。
論文題目為《 BlockEmulator: An Emulator Enabling to Test Blockchain Sharding Protocols 》
arXiv鏈接：https://arxiv.org/abs/2311.03612
論文介紹
區(qū)塊鏈仿真器對(duì)于區(qū)塊鏈體系架構(gòu)方向的研究者是必備的實(shí)驗(yàn)工具。目前常見(jiàn)的區(qū)塊鏈仿真器通常被用于模擬主流區(qū)塊鏈或運(yùn)行區(qū)塊鏈的各種協(xié)議機(jī)制?，F(xiàn)有的區(qū)塊鏈仿真器各有優(yōu)點(diǎn)。但我們經(jīng)過(guò)詳細(xì)的調(diào)研，卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有任何一個(gè)區(qū)塊鏈仿真器能夠支持區(qū)塊鏈分片機(jī)制。為了填補(bǔ)這方面的空白，我們?cè)O(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了BlockEmulator。它被設(shè)計(jì)為一個(gè)區(qū)塊鏈新協(xié)議/新機(jī)制的實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試平臺(tái)。特別地，研究者用戶可以借助它來(lái)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證區(qū)塊鏈分片機(jī)制。
BlockEmulator 采用了輕量化的模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)。與復(fù)雜的現(xiàn)有區(qū)塊鏈架構(gòu)不同，它僅有數(shù)千行代碼，且采用了多層級(jí)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)可以使研究者們將精力集中于自己需要二次開(kāi)發(fā)的模塊，而不用耗費(fèi)大量時(shí)間精力在其他部分。通過(guò) BlockEmulator 提供的現(xiàn)有機(jī)制和接口，研究者們能夠快捷且方便地設(shè)計(jì)新型區(qū)塊鏈協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)消息分發(fā)機(jī)制、共識(shí)算法等等。更重要的是，BlockEmulator 提供了豐富的編程接口支持實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)量以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集，可支持的常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)包括交易吞吐量、交易確認(rèn)時(shí)延、跨分片交易的比例、各個(gè)分片交易池內(nèi)交易動(dòng)態(tài)變化的情況等等。
為了驗(yàn)證 BlockEmulator 的有效性，我們做了兩組實(shí)驗(yàn)。第一組實(shí)驗(yàn)中，我們將理論推導(dǎo)結(jié)果與從 BlockEmulator中觀測(cè)到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，驗(yàn)證了 BlockEmulator 產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性。在第二組實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)贐lockEmulator可擴(kuò)展代碼模塊中實(shí)現(xiàn)了四種現(xiàn)有分片機(jī)制，并利用 BlockEmulator 對(duì)多種指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)量；展示了 BlockEmulator 在收集各種豐富實(shí)驗(yàn)指標(biāo)方面的實(shí)用功能。
BlockEmulator的設(shè)計(jì)理念
研究者可根據(jù)自己的需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，只需對(duì) BlockEmulator 的可擴(kuò)展代碼模塊進(jìn)行修改和重新配置，然后一個(gè)定制化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)就可以開(kāi)始運(yùn)行了。隨著系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也將會(huì)自動(dòng)記錄保存在本地日志文檔中，方便研究者后續(xù)繪制實(shí)驗(yàn)圖。
希望 BlockEmulator 可以成為一個(gè)有用的實(shí)驗(yàn)工具。我們還設(shè)置了一個(gè)BlockEmulator用戶群，歡迎反饋遇到的問(wèn)題與使用心得。
