Agatha：面向DNN计算的智能合约
密码学与安全
2021-05-12 v1
摘要
智能合约是以太坊的核心特性之一，并启发了许多区块链后继者。自其问世以来，智能合约的验证范式已朝着高可扩展性不断改进。它从昂贵的链上验证转变为链下VM（虚拟机）执行与基于pinpoint协议的链上仲裁的编排。代表性项目有TrueBit、Arbitrum、YODA、ACE和Optimism。受学术界与工业界远见者的启发，我们认为DNN计算前景广阔，但处于智能合约验证范式的更高复杂度层级。遗憾的是，即便对于最先进的验证范式，DNN计算的链下VM执行相较原生链下执行也存在数量级的减速。为启用可验证DNN计算的原生链下执行，我们提出Agatha系统，其解决了错位与不一致的重大挑战：（1）原生DNN计算具有基于图的计算范式，与先前的基于VM的执行与仲裁错位；（2）原生DNN计算可能跨平台不一致，从而使验证范式失效。对此，我们提出基于图的pinpoint协议（GPP），其在计算图上实现pinpoint协议，并桥接原生链下执行与合约仲裁。我们还开发了名为跨评估器一致执行（XCE）的技术，其保证跨平台一致性并构成GPP的正确性基础。我们在以太坊上以流行模型（MobileNet、ResNet50和VGG16）的DNN计算展示了Agatha。Agatha实现了可忽略的链上开销，以及3.0%的链下执行开销，相较最先进验证范式代表了至少602倍的链下延迟缩减。
引用
@article{arxiv.2105.04919,
title = {Agatha: Smart Contract for DNN Computation},
author = {Zihan Zheng and Peichen Xie and Xian Zhang and Shuo Chen and Yang Chen and Xiaobing Guo and Guangzhong Sun and Guangyu Sun and Lidong Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.04919},
year = {2021}
}