Efficient Execution of Arbitrarily Complex Cross-Shard Contracts for Blockchain Sharding

块链 计算机科学 并行计算 可扩展性 延迟(音频) 提交 解耦(概率) 排队 协议(科学) 分布式计算 操作系统 计算机网络 数据库 计算机安全 病理 控制工程 替代医学 工程类 电信 医学
作者
Jianting Zhang,Wuhui Chen,Zicong Hong,Gang Xiao,Linlin Du,Zibin Zheng
出处
期刊:IEEE Transactions on Computers [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:73 (5): 1190-1205 被引量:7
标识
DOI:10.1109/tc.2024.3365929
摘要

Sharding is a promising solution to enhance the scalability of blockchain. However, previous sharding systems adopt the lock-based cross-shard protocol to exclusively handle one-shot cross-shard transactions, leading to low-efficiency executions and unavailable calls when handling complex cross-shard contracts that introduce multi-shot cross-shard transactions to invoke multiple contracts managed by different shards.

In this paper, we aim to enable efficient execution of arbitrarily complex cross-shard contracts in blockchain sharding systems. First, we perform a calling-flow analysis on Ethereum contracts with more than 180 million real-world transactions and find that about 30% transactions invoke complex contracts. Then, motivated by the properties of these complex contracts, we propose an off-chain execution model, called ShardCon, to achieve efficient executions for complex cross-shard contracts by decoupling the contract execution from the cross-shard consensus. Next, we introduce a cross-shard contract execution engine and a contract-driven deployment rule to the overheads introduced by off-chain executions. Moreover, to adapt to the multi-chain property of a sharding system, we introduce an off-chain state atomic commit protocol. Finally, we implement a prototype and evaluate it with concrete cross-shard contracts, showing that ShardCon can achieve more than 10x increase in throughput and 2x decrease in confirmation latency than the state-of-the-art sharding systems.

最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
tt发布了新的文献求助10
1秒前
123456完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
wanci应助我爱学习采纳,获得10
2秒前
快乐尔容发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
alile发布了新的文献求助10
5秒前
乐乐应助逗逗采纳,获得10
5秒前
无限的映之给无限的映之的求助进行了留言
5秒前
6秒前
6秒前
小马甲应助轩辕冰夏采纳,获得10
6秒前
6秒前
陈同学发布了新的文献求助40
7秒前
星辰大海应助安安安采纳,获得10
7秒前
8秒前
FartKing发布了新的文献求助50
8秒前
8秒前
nms170520发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
酷酷酷发布了新的文献求助10
9秒前
tt完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
谢大喵发布了新的文献求助10
11秒前
熊尼发布了新的文献求助10
11秒前
搜集达人应助haojiewu采纳,获得10
12秒前
12秒前
uiop发布了新的文献求助10
13秒前
JamesPei应助秦立昊采纳,获得10
13秒前
James完成签到,获得积分10
13秒前
彭于晏完成签到,获得积分10
13秒前
LongY完成签到,获得积分10
13秒前
关小乙完成签到,获得积分10
14秒前
娇气的博士生完成签到,获得积分10
14秒前
dreamlike完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Routledge Handbook on Spaces of Mental Health and Wellbeing 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5321239
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4463064
关于积分的说明 13888665
捐赠科研通 4354148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2391585
邀请新用户注册赠送积分活动 1385183
关于科研通互助平台的介绍 1354924