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StableBFT를 활용한 PoS 합의 알고리즘

초기 Stable 블록체인은 CometBFT 기반의 맞춤형 PoS 합의 프로토콜인 StableBFT를 활용하여, 높은 처리량, 낮은 지연 시간, 강력한 신뢰성을 보장합니다. StableBFT의 주요 강점은 결정론적 완결성(포크 없이 즉각적인 블록 완결 보장)과 강력한 장애 허용성(밸리데이터 중 1/3이 실패하거나 악의적인 행동을 하더라도 네트워크는 안전)입니다. 향후 Stable은 다음과 같은 두 레이어에서의 개선 사항을 구현하여 합의 성능을 보다 더 최적화할 예정입니다.
  • 트랜잭션과 합의 전파 분리: 트랜잭션과 합의 각각의 전파 과정을 분리함으로써, 트랜잭션 네트워크의 혼잡이 합의 통신에 영향을 주지 않도록 할 수 있습니다.
  • 트랜잭션을 블록 프로포저에게 직접 브로드캐스트: 기존에는 트랜잭션이 노드 간 P2P 가십(gossip)을 통해 발생하였고, 이는 네트워크 내 트랜잭션 가십 트래픽의 증가라는 단점을 낳았습니다. Stable은 트랜잭션이 블록 프로포저에게 직접적으로 브로드캐스트되는 구조를 통해, 트랜잭션 전파 효율을 개선하고자 합니다.

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향후 로드맵: DAG 기반 합의

합의 속도를 획기적으로 증가시키기 위해, Stable은 프로토콜을 DAG 기반 설계로 업그레이드할 계획이며, 이는 최대 5배의 속도 향상을 제공할 수 있습니다. PBFT 및 HotStuff와 같은 전통적인 view 기반 BFT 프로토콜은 안정적인 네트워크 조건 하에서 낮은 레이턴시를 유지하는 데에 최적화되어 있습니다. 그러나 일시적인 장애가 발생하면 네트워크의 성능이 크게 저하되며, 회복까지 오랜 지연이 발생하는 경우가 많습니다. Narwhal & Tusk와 같은 1세대 DAG 기반 엔진은 데이터 전파를 트랜잭션 순서 합의와 분리함으로써 단일 프로포저에 있던 병목을 제거하고, 네트워크 불안정 상황에서의 견고함 또한 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 그러나 이 아키텍처들은 기존의 높이 기반 블록 구조를 따르지 않으며 멤풀 설계에 차이가 있기 때문에, CometBFT와 같은 시스템과 호환되지 않습니다. Autobahn은 Stable의 합의 계층과 보다 자연스럽게 통합되는 DAG 기반 PBFT 아키텍처를 제공합니다. 이 아키텍처는 정상적인 조건에서 낮은 레이턴시를 가지면서도, 네트워크 장애 발생 시에도 빠르게 회복한다는 장점을 가집니다. Stable 팀은 Autobahn 논문의 저자들과 긴밀한 관계를 유지하고 있으며, StableBFT의 성능을 극대화하기 위해 Autobahn의 아키텍처를 활용할 예정입니다. Autobahn 위에 구축된 StableBFT는 다음 장점을 가집니다:
  • 단일 리더 제한을 제거함으로써 프로포절 병렬 처리
  • 데이터 전파와 트랜잭션 순서 정렬을 분리함으로써 더 빠른 완결성
  • 견고한 BFT 메커니즘을 통해 네트워크 장애에 대한 향상된 복원력
이러한 고급 합의 설계는 내부 테스트 내 제어된 환경에서 200,000 TPS(합의 레이어만)를 달성한 바 있습니다.