1. Giới thiệu – Động lực
Các công nghệ Blockchain cho phép các thực thể không tin tưởng hợp tác trong trường hợp không có bên thứ ba đáng tin cậy, bằng cách thực hiện một sổ cái được phân phối an toàn được quản lý chung bởi một mạng ngang hàng.

Các công nghệ Blockchain gần đây đã nhận được nhiều sự chú ý trong bối cảnh của các tiền điện tử như Bitcoin hoặc Ethereum, bằng cách cung cấp các phương tiện để trao đổi tài sản kỹ thuật số dựa trên mật mã mạnh.

Trái ngược với các loại tiền tệ kỹ thuật số tập trung và hệ thống ngân hàng trung ương, tiền điện tử cung cấp quyền kiểm soát phi tập trung, và theo đó, nghiên cứu tồn tại nhiều trong lĩnh vực blockchain tập trung vào các nguyên thủy mã hóa cơ bản và về các giao thức blockchain phân phối được cải thiện, ví dụ như, đồng thuận.

 

Mạng cần thiết để kết nối hệ thống phân tán, tuy nhiên, đã nhận được sự chú ý tương đối ít.

Tuy nhiên, có nhiều bằng chứng cho thấy mạng có thể trở thành tắc nghẽn và nguyên nhân gốc đối với một số loại tiền điện tử thách thức cấp bách nhất đặc biệt, và blockchains nói chung, mặt hôm nay.

Ví dụ: việc truyền các giao dịch và khối (hoặc các thông báo kiểm soát khác để thực hiện các thuật toán đồng thuận), yêu cầu các dịch vụ liên lạc unicast và phát đa hướng.

Các công ty khai thác Blockchain viết các giao dịch cho blockchain, được kết nối thông qua các mạng P2P-PEER (P2P) chuyên dụng [14], ngoài mạng P2P của Blockchain công cộng.

Các nghiên cứu cho thấy lớp mạng điện tử là rất quan trọng đối với khả năng mở rộng [24, 63], bảo mật [45] và quyền riêng tư [44] của một khối blockchain và một lớp mạng hiệu quả cho phép thông lượng giao dịch cao hơn và khả năng phục hồi mạnh mẽ hơn so với các diễn viên độc hại [45] .

Các vấn đề về mạng cũng không giới hạn trong lớp phủ trên lớp mạng.

Bên cạnh việc phát hiện và định tuyến dữ liệu, chức năng mạng được cung cấp chẳng hạn bao gồm mã hóa và truyền dữ liệu và hiệu chỉnh lỗi, cũng như các phép đo hiệu suất mạng.

 

Thật thú vị, các mạng cho các blockchains và tiền điện tử có thể khác nhau đáng kể so với các mạng truyền thông truyền thống, cũng về yêu cầu và cách sử dụng.

Ví dụ: các mạng blockchain có thể đi kèm với các yêu cầu bảo mật khác nhau (ví dụ: liên quan đến ẩn danh), có thể cần phải phục vụ các hỗn hợp giao thông khác nhau (ví dụ: phát sóng các giao dịch và trạng thái thường xuyên hơn của blockchain), có thể cần các cơ chế định tuyến khác nhau (ví dụ: nguồn định tuyến), hoặc có thể năng động hơn (ví dụ: kênh và phí trong PCNS).

Rõ ràng, nếu trong ứng dụng tiền điện tử, không có người tham gia giao thức nào có thể được tin cậy (không phải người dùng phát hành giao dịch không phải là công ty khai thác và các nhà cung cấp thông tin có thể hành động độc hại), điều này đòi hỏi một thiết kế khác nhau, và các ưu đãi của tất cả những người tham gia phải được xem xét.

 

Bài viết này là một cuộc gọi trong cộng đồng mạng để xác định các yêu cầu duy nhất của các mạng blockchain và giải quyết các vấn đề mở.

 

Đóng góp của chúng tôi.

Bài viết này nhằm mục đích cung cấp một phần giới thiệu nhanh về các vấn đề mạng blockchain với sự tập trung vào các thách thức nghiên cứu mở.

Để kết thúc này, chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan có cấu trúc của các mạng blockchain, giới thiệu các khía cạnh khác nhau và bối cảnh của chúng, làm nổi bật sự khác biệt và điểm chung với các mạng truyền thống và xem xét các nghệ thuật hiện đại.

Vào cuối mỗi phần, chúng tôi xác định và thảo luận về các câu hỏi nghiên cứu.

Một sự nhấn mạnh chính sẽ được đưa vào các ứng dụng Cryptocurrency một cách đặc biệt.

 

Bài viết này do đó nhắm vào các nhà nghiên cứu cơ sở và cao cấp với các nền tảng khác nhau (e.

NS.

, trong mạng, thuật toán hoặc lý thuyết trò chơi), những người muốn có được một cái nhìn tổng quan về nghệ thuật hiện đại và bắt đầu làm việc trong lĩnh vực này.

Nó cũng có thể phục vụ các chuyên gia và người ra quyết định trong ngành công nghiệp mạng.

 

Công việc liên quan.

Bài viết này khảo sát các vấn đề mạng của Blockchain với sự tập trung vào những thách thức nghiên cứu.

Các giấy tờ có liên quan chặt chẽ nhất trong lĩnh vực này là các cuộc khảo sát và hệ thống hóa các nỗ lực tri thức về tiền điện tử và blockchains nói chung [16].

Gudgeon et al.

[49] Cung cấp một cuộc khảo sát toàn diện về mạng lưới các chuỗi và Neudecker et al.

[81] Khảo sát lớp mạng

của các blockchains không có giấy phép, với sự tập trung vào các cuộc tấn công và không gian thiết kế (nhưng ít câu hỏi nghiên cứu, ví dụ như, xoay quanh các ưu đãi hoặc khai thác).

Katkuri trình bày một cuộc khảo sát về các kỹ thuật truyền dữ liệu và lưu trữ trong các loại tiền điện tử thịnh hành và gợi ý các cải tiến [60].

Trọng tâm là các khía cạnh liên quan đến các mạng phát sóng bên dưới Ethereum, Nano và Iota.

Gervais và nhóm

[45] Cung cấp một phân tích bảo mật kỹ lưỡng về chứng minh hệ thống blockchain làm việc; Trọng tâm của họ là trên lớp đồng thuận (I.E., tạo khối), trong khi lớp mạng được trừu tượng hóa.

Troncoso và nhóm

[105] Hiển thị một phối cảnh rộng hơn bao gồm nhiều hệ thống ngoài Bitcoin và Tor nhưng cũng trừu tượng từ lớp mạng.

Một bài báo gần đây của Delgado-Seguara và nhóm

[26] Khám phá các đặc điểm của mạng P2P được thiết lập bởi Bitcoin, nhưng tóm tắt từ không gian thiết kế của lớp mạng.

Delgado và nhóm

[26] Cung cấp một nghiên cứu chuyên sâu về mạng Bitcoin P2P.

Một phiên bản ngắn gọn sơ bộ và đáng kể của bài viết này đã được trình bày trong một hội nghị [29]; Phiên bản hiện tại bao gồm các mạng Offchain, các khía cạnh kết nối và khả năng mở rộng trong việc phân đoạn, cũng như các nghiên cứu đo lường và bao gồm các cuộc thảo luận chi tiết và cập nhật hơn trong suốt bài viết.

 

Tổ chức.

Phần còn lại của bài viết này được tổ chức như sau (xem Hình 1).

Phần 2 cung cấp một cái nhìn tổng quan về một số khía cạnh cơ bản của các mạng blockchain.

Chúng bao gồm các ưu đãi, cấu trúc liên kết, mô hình liên lạc và bảo mật.

Tiếp theo, chúng tôi thảo luận về các khía cạnh cốt lõi, cụ thể là, tuyên truyền khối, lan truyền giao dịch, cấu trúc liên kết mạng P2P, cách ghép, mạng ngoài chuỗi và kết quả thực nghiệm trong phần 3-8.

Trong mỗi phần này, chúng tôi cung cấp một số thông tin cơ bản, xuất trình nghệ thuật theo sau là các câu hỏi nghiên cứu mở mà các nhà văn của bài viết này tìm thấy thú vị.

Cuối cùng, trong phần 9, chúng tôi kết thúc khảo sát này.