Μελέτη και βελτιστοποίηση του επιπέδου αποθήκευσης των Blockchain clients

Abstract

Το Blockchain είναι ένας τύπος κατανεμημένης δημόσιας βάσης δεδομένων, που αποτε- λείται από μία αυξανόμενη λίστα καταγραφών, που ονομάζοναι μπλοκ, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με την χρήση κρυπτογραφίας. Η τεχνολογία αυτή η οποία τα τελευταία χρόνια γίνεται ολονένα και πιο δημοφιλής, λογώ της δυνατότητας που παρέχει για ύπαρξη αμε- τάβλητων δεδομένων, η εγκυρότητα των οποίων είναι εξασφαλισμένη για όλους τους κόμβους του δικτύου, χωρίς την παρέμβαση ενδιάμεσων ρυθμιστικών αρχών. Μια από τις πιο δημο- φιλής περιπτώσεις Blockchain είναι το Ethereum, λόγω της δυνατότητας που παρέχει για δημιουργία αποκεντρωμένων εφαρμογών στην κορυφή του blockchain, μέσω της λειτουργίας των έξυπνων συμβολαίων. Οι κόμβοι του Blockchain αποθηκεύουν μεγάλο όγκο δεδομένων που σχετίζονται με το state του, τα transactions που έχουν γίνει, καθώς και τα δεδομένα των έξυπνων συμβολαίων. Συνήθως τα δεδομένα αυτά φυλάσσονται σε δενδρικές δομές απο- θήκευσης (tries) που προσφέρουν γρήγορη αναζήτηση και που υλοποιούνται με τη βοήθεια κάποιου key-value store (leveldb, rocksdb) . Ωστόσο, το storage layer μπορεί σε κάποιες λειτουργίες του πρωτοκόλου να αποτελεί performance bottleneck, όπως για παράδειγμα στο αρχικό sync ενός κόμβου που μόλις πρωτοεισέρχεται στο blockchain. Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι (α) η μελέτη του workload που καλείται να ε- ξυπηρετήσει το storage layer ενός Ethereum blockchain client (Geth) κατά τις διάφορες φάσεις της λειτουργίας του και (β) η βελτιστοποίηση της απόδοσής του με χρήση ενός δια- φορετικού και κατάλληλα επιλεγμένου key-value store (BadgerDB).