王嘉平:带着区块链论文参加分布式系统全球顶会是一种什么样的体验

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王嘉平:带着区块链论文参加分布式系统全球顶会是一种什么样的体验

2023-02-05币圈百科212

原标题:《中国人的区块链技术闯入国际学术顶会》

上周,我从美国西北角的西雅图飞到东北角的波士顿,在那里呆了几天,参加USENIX的旗舰学术会议NSDI 2019。我和王灏撰写的介绍区块链绩效改进计划“monoho”的论文被本次会议采纳,并在会议第一天上午为与会的学者专家安排了一场专题演讲。

从博士开始到毕业后进入微软研究院工作,参加这样的学术会议、讲解论文早已成为我生活和工作的一部分,但这份区块链领域的第一滴血还是让我真的很激动。

NSDI大会给我这样长期从事分布式系统研究的“书呆子”带来一些光彩。由于本次大会对收录论文的质量要求非常严格,所以一直固执地采用双盲评审,从未打算改变这一传统。他们收到的每篇文章都要经过总共6到8名评审员的两轮评审,以及项目委员会的讨论和筛选。结果,每年只有几十篇论文能在NSDI会议上入选,而且数量少得惊人。与一些计算机视觉峰会一年可以轻松收集上千篇论文的“文化海”策略相比,NSDI大会虽然相当老套,但却令人钦佩。另一个我很佩服的学术峰会是ACM SIGGRAPH,每年收到100篇左右的论文。第二个原因是,这是为数不多的几篇关于区块链的论文被纳入NSDI会议的案例之一,也是中国人在这一领域的第一篇文章。

蓑衣网小编2023

分布式系统中区块链技术的研究有待加强。[X][X]NSDI会议的研究课题是计算机网络和分布式系统。按道理,区块链的核心技术就属于这个领域。但实际上,该领域的主流研究方向仍然是关注集中式数据中心和超级计算中心中的理论挑战和实际工程问题,这些领域大多对应涉及大量计算任务的云计算产业和机器学习领域。

在今年为期三天的大会中,只有我们一个人关注了区块链,以至于大会主席在正式开幕的前一天晚上的预演环节特意提到了我们的论文,说“区块链终于来到了NSDI圣殿,一个分布式系统领域”。我有点想提醒你,主席先生,其实三年前有一篇关于区块链的论文被列入了这个会议,就是著名的《比特币-NG》,也是在NSDI会议上发表的,但是他们不叫区块链。

事实上,在我们的“一种氧化物”的想法成熟并开始实验后,我们一直在考虑如何将这项技术介绍给全球的同行。我们定了几个原则:一定要以双盲评审的方式送到顶级学术会议上,接受同行的严格评价,接受过程中的挑战,通过这个来促进自己的提升。在评选会上,我们理解在NSDI会议上评选论文极其困难,但我们从一开始就把NSDI会议定为目标。因为我看到这次会议的研究课题分布在网络系统的各个技术点,大家关心的是系统的性能,也就是承载大业务的能力,但是在提高去中心化的分布式系统的性能方面一直很难有突破。因此,我们认为区块链在技术上的突破应该在这里公布。

区块链是一种特殊场景下的分布式网络系统,其涉及的通信、计算、存储等话题,如开销、瓶颈等,与传统数据库、并行计算系统、分布式计算系统等领域的问题完全一致。然而,由于区块链是一个分散的系统,没有集中的控制和调度机制,以前的分布式系统中的大多数具体设计和算法不能直接应用于区块链。这就是为什么碎片化的设计思想可以应用于区块链,但我们论文中的具体设计和算法是全新的。

中继事务是并行计算系统中非常常见的消息传输机制,但必须基于一个可以安全验证的设计方案,因为这里的安全问题在以前的集中式系统中是不存在的。因此,在设计中,区块链是对安全机制和分布式系统交织的考虑,两者缺一不可。其中,分布式系统设计是骨架,安全机制是肌肉和韧带,保证了系统能够在去中心化的环境下健壮运行。

遇见同行,中国书呆子

今年的NSDI大会收录了包括知名高校和企业研究机构在内的49篇论文,其中一半以上来自美国顶尖大学,如麻省理工、加州大学伯克利分校、史丹福、CMU、普林斯顿、康乃尔、UW、哈佛、耶鲁等。而另一半来自。

另一个明显的趋势是,来自中国的一线科研人员和科技企业的比例越来越大。在国际峰会上看到中国人的面孔早已屡见不鲜,但以往大多是在海外高校和一线科技企业留学的中国人。现在,越来越多的机构来自中国。例如,在今年的大会上,我们遇到了来自微软亚洲研究院、清华大学和中国字节跳动的同行。当然,我们也在其中,来自创新工场和中科院计算所。

当我们谈论硬核技术时,我们谈论什么

我们的论文被归类为分布式系统架构设计专题会议。“分布式系统架构设计”这个细分领域是网络研究领域中最重要的,所以这个环节安排在大会正式开幕的第一天上午进行陈述。和我们一起的,还有来自斯坦福、麻省理工和EPFL(瑞士洛桑联邦理工学院)的论文。

王嘉平:带着区块链论文参加分布式系统全球顶会是一种什么样的体验?那天,300多人座无虚席,除了第一排(是大学的后遗症吗?),所以照片里我像素不多。基于在ACM SIGGRAPH千人会场宣讲的经验,我把宣讲时间稳稳地保持在20分钟,这样就留下了足够的时间来回答与会者的问题。

第一个问题来自普林斯顿一个做无线网络的研究生。看他在手机屏幕上看问题,大概是在给一个远程同学提问。他的问题直接指向这个版本的mono的一个约束,即事务应该能够被分解成多个操作,每个操作涉及一个区域。麻省理工和谷歌最后几个问题是关于终极原子性甚至弩矿的,比较基础,估计论文没仔细看过。

最后,瑞士洛桑联邦理工学院Bryan Ford教授的一个学生,也就是Dfinity在瑞士的团队,询问了交易确认时间可能延长的问题。这种情况是有概率的,延长时间的数学期望是块周期的一半。其实我脑子里特别想问他几个问题,问Dfinity团队在R&D进程中进展如何,有没有解决一些核心挑战。

周三晚上是我们的海报发布会。显然,区块链仍然是一个非常新的话题。大家都充满了好奇心,来交流的人也很多。很多问题也比较初级。很抱歉论文陈述和提问环节提出的问题都在这个时候来了。

期间比较有意思的是一个麻省理工的同学。我猜他也在做区块链碎片化的方向。他和我们讨论了另一种限制矿工集中计算能力的方法。数据结构类似于crossbow mining,但是一次只允许一个块,而且是随机的,不受矿工限制。从保证安全的角度来说,可以达到和连弩采矿一样的效果,但是其他所有的阻挡都是徒劳的。另一个让我印象深刻的女生是VMWare的一个女生。她来讨论设计的很多细节,显然在这个方向已经有了很深的研究。 我暗暗惊讶于自己的聪明。VMWare在区块链也有业务吗?在

期间,Google的一个朋友问了一个问题,说矿最终会支离破碎。碎片化是没有意义的吗?这个问题很有代表性。之前有知乎的网友问过,所以我觉得值得再解释一下。矿需要参与所有的碎片化,不降级碎片化,不损害可扩展性。矿井不是一个单一的节点,矿井本身是由几十万个采掘机构组成的分布式系统。正是mine的分段架构使得在矿井内部设计高度可收缩的系统变得容易。如果投入足够多的普通服务器,使用不同的机器监控不同的切片进行块计算,可以支持数万甚至数十万的TPS和数TB的状态容量。如果没有碎片化,比如比特币和以太坊,那么即使投入更多的普通服务器到矿上,TPS和容量也无法提升。

小道消息

在海报站台期间,大会主席Jay Lorch也来到了我们的展台,表示非常喜欢我们的工作,希望这些新的研究课题能够为NSDI大会带来更多的活力。王嘉平:带着区块链论文参加分布式系统全球顶会是一种什么样的体验?

他还透露,今年大会组委会实际上一共收到了四篇与区块链有关的论文,最后否决了三篇,只接受了我们的一篇,因为经过评审委员会的评审,认为只有我们的工作非常扎实,思路非常创新,系统的设计简单有效,可以应用到实际的工程实施中。

参加这次会议除了让更多的人了解我们的工作,最大的收获就是在茶歇的时候和一个斯坦福的同学聊到了RSA累加器。我发现我之前对RSA累加器有一个误解,以为它的状态大约需要3K字节,但其实价格和它的模数有关,可以降低,当然碰撞概率也会增加。

这个误解来自Grin团队的一个讲座视频。摔倒后…我咨询了斯坦福大学的密码学家丹博纳教授。原来RSA累加器采用2048位模数只需要256字节。这是一个非常有意义的结论,可以直接应用到mono上,以较小的代价将中继事务的通信和从n log(n)减少到n,从而提高吞吐量10倍左右。

文末附上我和王皓的简单笑点:):

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