StableShard：通过协作委员会实现高并发的稳定可扩展区块链分片

分片通过将节点划分为多个组来实现并发交易处理，从而提高区块链可扩展性。配置大量小分片通常有助于提高交易并发度，但也会增加每个分片中恶意节点的比例，容易导致分片损坏并危及系统安全性。现有工作试图通过减小分片大小来提高并发度同时维持安全性，但通常依赖耗时的损坏分片恢复来恢复活性和网络-wide共识。这会导致严重的系统停滞并限制可扩展性。为此，我们提出StableShard——一个能够安全提供高并发性能且稳定可扩展的分片区块链。核心思想是精确地协作设计PS（提议分片）与FC（最终提交委员会）之间的职责分工：我们刻意地为PS和FC分配1) 非对称角色和2) 匹配的参数。小型PS专注于快速交易提议和本地有效性，而大型FC专注于解决分叉、最终提交PS区块，并通过跨层视图更改协议维持恶意PS的活性。此外，通过细调关键系统参数（如分片大小、准豁免大小），我们确保每个PS能够容忍<1/2比例的恶意节点且不丧失活性，允许多个FC安全共存（每个FC的恶意节点比例<1/3）以实现更好的可扩展性。因此，StableShard可以安全地配置大量更小的PS以提高并发度，而FC和PS共同保证安全性和活性且无系统停滞，从而实现稳定可扩展的性能。评估表明，StableShard的吞吐量比现有解决方案高出最高10倍，在攻击下的并发度显著更稳定。