Resumen:
Desde la aparición de Bitcoin en 2008, las criptomonedas evolucionaron rápidamente. Éstas permiten realizar transacciones de forma segura, sin depender de una tercera parte de confianza. Sin embargo, todavía no existen implementaciones que logren competir a gran escala con los sistemas existentes dados los altos tiempos de procesamiento y validación de las transacciones en la red. Otras criptomonedas tales como RSK y Ethereum proponen reducir considerablemente el tiempo de aparición de bloques junto con cambios en los protocolos de consenso e intercambio de mensajes para mitigar los problemas de rendimiento mencionados anteriormente. En este trabajo presentamos una metodología que permite analizar diversos aspectos de las redes blockchain. La misma permite obtener métricas acerca de la red en base a trazas de ejecución obtenidas utilizando un cliente de criptomoneda instrumentalizado en una red emulada. Se diseñó un modelo de minado simulado que no consume recursos y se validó que su comportamiento es similar al algoritmo de minado real. Esto nos permitió simular escenarios complejos utilizando escasos recursos de cómputo. Pudo corroborarse la existencia de una relación entre el tiempo entre bloques y la cantidad de forks que ocurren en la red. Así también se relacionó el diámetro de la red con el tiempo total de propagación de un bloque y su impacto en la cantidad de bloques stale. Finalmente, el análisis sobre el algoritmo de propagación de bloques de Ethereum muestra que la efectividad de heurísticas de envío de hashes depende del diámetro de la topología y de las latencias de la red subyacente.
Abstract:
Since Bitcoin was born in 2008, cryptocurrencies have quickly evolved in the past decade. These cryptocurrencies allow secure transactions without relying on a trusted third party. However, their implementations still can’t compete with existing payment systems due to the high processing and validation times. Other platforms such as RSK and Ethereum propose a huge decrease in the target as well as changes in the consensus and propagation protocols in order to mitigate the problems described above. In this work we introduce a novel methodology for analyzing a broad range of aspects on blockchain networks using emulated networks. This can be achieved by using an instrumentalized version of a real cryptocurrency client on a private network. We designed a simulated mining model that doesn’t use CPU resources and verified its behaviour is similar to the real mining algorithm. This model allowed us to recreate complex scenarios without requering massive computing power. We have been able to establish a relationship between the target and the occurrence of forks in the network. Also, we found that increasing the network diameter directly affects the propagation time of a block to the entire network, increasing the amount of stale blocks due to a greater number of forks. Finally, we present an analysis on Ethereum’s block propagation algorithm. The results of this experiments showed that the hash propagation heuristics effectiveness varies depending on the topology diameter and the latencies of the underlying network.
Citación:
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Vileriño, Silvio. (2017). Estudio de los límites de generación de bloques en blockchain. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nCOM000470_Vilerino
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Vileriño, Silvio. "Estudio de los límites de generación de bloques en blockchain". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2017.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nCOM000470_Vilerino
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