The popularization of blockchains leads to a resurgence of interest in Byzantine Fault-Tolerant (BFT) state machine replication protocols. However, much of the work on this topic focuses on the underlying consensus protocols, with emphasis on their lack of scalability, leaving other subtle limitations unaddressed. These limitations are related to the effects of maintaining a durable blockchain instead of a write-ahead log and the requirement for reconfiguring the set of replicas in a decentralized way. We demonstrate these limitations using a digital coin blockchain application and BFT-SMaRt, a popular BFT replication library. We show how they can be addressed both at a conceptual level, in a protocol-agnostic way, and by implementing SMaRtChain, a blockchain platform based on BFT-SMaRt. SMaRtChain improves the performance of our digital coin application by a factor of eight when compared with a naive implementation on top of BFT-SMaRt. Moreover, SMaRtChain achieves a throughput 8× and 33× better than Tendermint and Hyperledger Fabric, respectively, when ensuring strong durability on its blockchain.
ブロックチェーンの普及により、ビザンチンフォールトトレラント（BFT）ステートマシンレプリケーションプロトコルへの関心が復活しています。しかし、このトピックに関する研究の多くは、基礎となるコンセンサスプロトコルに焦点を当てており、スケーラビリティの欠如に重点が置かれていますが、他の微妙な制限は解決されていません。これらの制限は、書き込み先ログの代わりに耐久性のあるブロックチェーンを維持する効果と、分散化された方法でレプリカのセットを再構成するための要件に関連しています。我々は、デジタルコインブロックチェーンアプリケーションと、一般的なBFTレプリケーションライブラリであるBFT-MaRtを用いて、これらの制限を実証しています。SMaRtChainは、BFT-MaRt上のナイーブな実装と比較して、デジタルコインアプリケーションのパフォーマンスを8倍向上させました。さらに、SMaRtChainは、そのブロックチェーン上で強力な耐久性を確保した場合、TendermintとHyperledger Fabricと比較して、それぞれ8倍、33倍のスループットを達成しています。
