就业率为18.6%。您可以阅读USENIX ATC中包含的conflux文件

近日，conflux团队撰写的论文《高吞吐量、快速确认的去中心化区块链》被国际**学术会议USENIX ATC聘请，并应邀出席2020年USENIX年度技术会议（USENIX ATC）作主题报告。

据悉，USENIX空中交通管制将于今年7月15日至17日在波士顿举行。目前已完成提交、审核、邀请发送等环节。在USENIX组委会收到的348份完整稿件中，经过严格评审，只有65份被接受，就业率为18.6%。竞争非常激烈。

作为计算机系统领域的国际**学术会议，USENIX ATC也是中国计算机学会推荐的甲级系统会议，在计算机系统领域具有重要影响。自1992年第一届USENIX空中交通管制会议召开以来，已成功举办了31届会议。吸引了普林斯顿、斯坦福、加州大学、伯克利、康奈尔、清华大学、北京大学、华中科技大学、上海交通大学等**大学以及微软、英特尔、三星等科技巨头投稿。

2019年，中国计算机学会根据技术专业、届数、参加人数、就业率等相关因素，重点听取院士意见，征求学者建议，将美国计算机学会列为a级国际学术会议。

近年来，随着我国计算机理论研究水平的迅速提高，越来越多的中国高校和企业出现在ATC上。本文的研究目的是通过基于一致性协议的合理系统设计和优化，提高区块链的性能，保证区块链的安全。本文指出，区块链技术的应用对于提高区块链在共识层面的吞吐量，减少区块验证的等待时间具有重要意义。与近两年的其他前沿学术工作相比，conflux论文的亮点如下：

一。提出了自适应权重的概念。根据网络是否受到攻击，在兼顾效率和安全性的前提下，在乐观策略和保守策略之间切换。

二。实现了3倍网络延迟时间内的块确认，与以前的结果相比有了很大的改进。

3在20mbps网络条件下，实现了9.38mbps的协议数据承载能力。就每个事务100字节而言，它相当于每秒11000个事务。

四。通过执行以太坊的真实历史事务（包括智能合约）测试系统性能，达到每秒1392个事务。其他系统开发团队没有这样的测试数据。 ；

值得一提的是，在近三年来各大学术会议聘请的论文中，conflux是第一个完成系统开发并启动主网的POW共识协议。

协议设计

本文首先指出，在调整负载证明参数和提高块生成率时，Nakamoto一致性协议存在安全问题，ghost一致性协议存在主动攻击问题。

在该攻击模中，假设攻击者对矿工之间的网络具有一定的控制权：当诚实的矿工挖出或接收到一个块时，在固定的D秒时间后，该模保证所有诚实的矿工都接收到该块。但同时，攻击者可以决定谁可以接收该块，谁不能。

在Nakamoto-Cong协议中，过高的块生成率会导致大量的块分叉，并且最长的链增长缓慢，因此攻击者更有可能构造一个侧链反超。

在ghost协议中，攻击者利用其控制网络的能力，将诚实节点分成两组，算力大致相等。组内通信顺畅，组间通信延时d秒。因此，每组矿工无法看到另一组矿工在**d秒内生成的区块。利用网络延迟造成的差异，攻击者使两组参与者对“X，Y的子树权重较大”有不同的看法，从而导致诚实参与者的观点出现分歧。

为了解决这个问题，conflux首先提出了结构化ghost。与ghost协议不同，在结构化ghost协议中，只有1/h的块有权，而其他块没有权。H是一个一致的协议参数。根据块头的散列值，通过一定的方法选择哪些块具有权重。为了便于理解，让我们举个例子。如果h＝1024，则当前的困难要求每个合法块的散列值的前50位为0，则只有块的前60位为0才能具有权重。

在安全性方面，该方法相当于将ghost的块生成率降低到1/h，只有当块生成率很高时，上述攻击模式才有效。从而解决了鬼的主动攻击问题。

然而，较慢的“加权块”生成速率导致较慢的块确认时间。因此，conflux设置了两种块生成策略。乐观策略使用普通ghost规则，而保守策略使用结构化ghost规则。当攻击发生时，一致协议异步切换到保守策略。当没有攻击发生时，使用乐观策略。特别是在保守策略中，将每个加权块的权重设置为h，以保证两种策略下生成块的期望权重不变。两种策略之间的切换规则尤为重要。Conflux设计了一套规则来确保：

一。如果攻击发生并持续一段时间，所有诚实节点都会切换到保守策略。

二。当诚实节点未检测到攻击时，攻击者无法使用保守策略挖矿侧链。（影响区块确认时间）；

同时，为了提高吞吐量，不浪费主链外的块，conflux采用了树结构。在重影规则中，每个块通过其父边指向另一个块，所有块构成树的结构。相反，conflux允许每个块通过引用边引用其他分支上的块，形成树结构。树图结构不丢弃任何块，极大地提高了一致级别的吞吐量。

在树结构的顶部，conflux通过ghost规则选择主链。然后，根据主链对块进行排序。然后，块的顺序决定哪些事务在第一位，哪些事务在**一位。

系统实现与优化

在提高吞吐量之后，conflux在系统实现过程中遇到了很多挑战。Conflux提出了几种优化方案。

一。检查点机制：当一个块被高概率确认并持续很长时间时，conflux的整个节点将删除该块先前的交易内容和账簿状态，只保留块头以节省内存空间。

二。引导机制：如果区块链系统的吞吐量接近带宽限制，当添加新节点时，来自创建块的同步将导致新节点永远赶不上**状态。因此，conflux从检查点同步事务。

3事务转发：conflux使用一种更高效、占用带宽更少的重复数据消除方法来实现事务转发。

四。签名验证：签名验证的计算量巨大，conflux采用多线程并行签名验证。

五。激励机制：conflux设计了几个激励机制细节来处理树结构中可能的攻击。

六。延迟执行：在高块生成率下，由ghost规则选择的主链末端通常不稳定。在triial的实现中，每次主链末端“摆动”，块的顺序都会发生变化，所以conflux需要重新执行事务。这会带来不必要的开销。在延迟执行策略中，对于high-x主链块，只需要在high-x-c块之前执行事务，并填写账簿Merkle根。C是一个经验参数：当系统正常运行时，除了主链上的**C个区块外，其他区块的“摆动”频率非常低。

七。使用link-cut-tree来维护树结构。保持子树权重的计算成本从O（n）降低到O（logn）

实验数据

Conflux正在800台Amazon EC2 m5.2x大虚拟机上进行试验。在可伸缩性实验中，每台机器运行15个conflux完整节点，模拟多达12000个完整节点。在其他实验中，每台机器运行一个conflux完整节点。所有实验都将每个节点的网络带宽限制在20 Mbps

在不同的块大小和块生成速率下，合流块的传输延迟和确认时间约为几十秒。支持高达9.38 Mbps的一致吞吐量。（100字节/事务，相当于每秒11000个事务）

当网络中所有节点的数量增加时，事务转发和确认时间没有显著增加。

在事务执行实验中，conflux重新路由了以太坊上的真实数据，达到每秒1392个事务的速度。事务执行实验表明，conflux不仅设计了一个高效的一致性协议，而且为区块链系统的效率提供了一个端到端的解决方案。

这次USENIX ATC收录了conflux团队的论文，这是对conflux团队研究成果的极大肯定。未来，conflux还希望以**的理论基础为土壤，与更多计算机领域的**科学家和合作伙伴进行交流、讨论和合作，使技术尽快扎根。