Service Predictability in Blockchain Systems

Abstract

Τα συστήματα blockchain προσφέρουν μία καινοτόμο αποκεντρωμένη προσέγγιση στις προ- κλήσεις που προκύπτουν σε συμβατικά μοντέλα με αποτέλεσμα, συγκεντρώνουν αυξανόμενη προσοχή. Ωστόσο, ο διαθέσιμος χώρος για συναλλαγές είναι πεπερασμένος και αποτελεί πε- ριορισμό στη δυνατότητα του συστήματος να εξυπηρετήσει την αυξανόμενη ζήτηση. Έτσι τα συστήματα αυτά καθίστανται αναξιόπιστα και η εξυπηρέτηση που προσφέρουν χαρακτηρί- ζεται από απρόβλεπτες καθυστερήσεις και χρεώσεις. Στην εργασία αυτή προτείνεται μία λύση στο πρόβλημα της αβεβαιότητας στην εξυπη- ρέτηση των συστημάτων blockchain, βασισμένη σε συστήματα σταθερής χρέωσης. Δίνουμε μία περιγραφή του προβλήματος και της μέχρι τώρα σχετικής εργασίας. Παρουσιάζουμε δια- φορετικές προσεγγίσεις στο πρόβλημα, όπως οι μηχανισμοί χρέωσης συναλλαγών και άλλες που κάνουν χρήση της τεχνολογίας έξυπνων συμβολαίων για να δημιουργήσουν πρωτόκολλα που θα λειτουργούν πάνω σε ένα υπάρχον σύστημα. Παρουσιάζουμε μία σύνοψη των λειτουργικοτήτων του Cardano, ενός συστήματος στα- θερής χρέωσης, το μοντέλο χρέωσης στο οποίο βασίζουμε τη δουλειά μας. Το Cardano θέτει ως μία από τις βασικές του προτεραιότητες το πρόβλημα της επεκτασιμότητας και εισάγει καινοτόμες μεθόδους για την αντιμετώπισή του. Στο κύριο μέρος της εργασίας, παρουσιάζουμε το πρωτόκολλό μας για προβλέψιμη εξυ- πηρέτηση. Στο πρωτόκολλο γίνεται χρήση της τεχνολογίας έξυπνων συμβολαίων για τη δη- μιουργία ενός παραγώγου συνδεδεμένο με τον χώρο σε μπλοκ. Το παράγωγο αποτελεί μία συμφωνία μεταχύ δύο χρηστών, του Χρήστη και του Ασφαλιστή, την οποία ο τελευταίος προ- μηθεύει τον πρώτο με εξασφαλισμένο χώρο συναλλαγών σε ένα μελλοντικό μπλοκ. Υποστηρίζουμε ότι οι εγγυήσεις που προσφέρονται από ένα πρωτόκολλο βασισμένο σε συστήματα σταθερής χρέωσης, δεν είναι επιτεύξιμες σε συστήματα δυναμικής χρέωσης όπως το Ethereum. Αναλύοντας την κοινή ωφέλεια των δύο πλευρών, δείχνουμε πως στα δυναμικά συστήματα δεν είναι δυνατή η εγγύηση εξυπηρέτησης χωρίς ενδεχόμενη ζημιά. Καταλήγουμε αποδεικνύοντας πως το πρωτόκολλό μας εξασφαλίζει προβλέψιμη εξυπη- ρέτηση, χρησιμοποιόντας μαθηματική μοντελοποίηση βασισμένη στη θεωρία παιγνίων.