简要介绍SIGMOD2021接收的区块链相关论文

SIGMOD 2021 将于6月20日到6月25日在西安召开，作为数据库领域毋庸置疑的顶会，今年收录了7篇区块链相关的论文，其中1篇 demo paper，6篇 research paper。这篇博客简单介绍了其中的三篇。

Why do my blockchain transactions fail? A study of Hyperledger Fabric

这篇论文对 Fabric 中由于 OCC 导致的 transaction failure 进行了研究，定义了三种不同的 failure 类型，并提出了一个 benchmark 框架对 Fabric、Fabric++、StreamChain、FabricSharp进行了充分测试，提出对不同的应用场景应该如何对系统参数进行配置。

我觉得这篇论文最大的问题在于，所有的实验中 TPS 最高只有200。考虑到即使放弃 OCC 转而使用串行执行，TPS 也可以达到 1000+（比如 Quorum），而 Fabric 原本的 TPS 可以达到 3000+, 个人觉得这篇论文使用 200 TPS 的 setting 来测试 transaction failure 并不能充分说明问题。

Do the rich get richer? Fairness analysis for blockchain incentives

PoS 会导致富者更富吗？ 为了回答这个问题，作者定义了两类公平性指标：

expectational fairness (EF): 期望挖矿收入正比于初始资产robust fairness (RF): 衡量挖矿收入的不确定性

举个例子来说明上述两个指标：加入一个矿工拥有 20% 的 stake，EF 指他的挖矿的回报是否是所有人挖矿回报之和的 20%; RF是指，由于该矿工不是每个 block 都收到 20% 的回报，而是自己挖到的收到100%的回报，别人挖到的自己啥也没有，虽然最后该矿工的期望回报仍是 20%，但是这种机制增加了不确定性。

分析表明，PoW 总是可以保证公平性；PoS 在不同的激励模型下表现出不同的公平性:

ML-PoS (multi-lottery PoS，用于 Qtum 和 Blackcoin) 实现了 EF 但是没有保证 RF;SL-PoS (single-lottery PoS，用于 NXT) 对 EF 和 RF 都没有保证;C-PoS (compound PoS, 用于 Ethereum 2.0) 在比 ML-PoS 支持了更好的 RF 的同时保证
了 EF.

(不是很感兴趣没仔细看)

SharPer: sharding permissioned blockchains over network clusters

sharding 用于区块链的论文不少了，这篇论文通过使用 DAG 和并行执行高效的解决跨 shard 的 transaction。 shard 内的 transaciton 串行执行，不同 shard 可以并行；跨 shard 的 transaction 需要先排序。整个 blockchain 组织成一个 DAG，每个 shard 只需要保存和自己相关的 transaction。

粗略浏览了一下arxiv上的版本，没感觉到啥亮点，中规中矩吧。容错能力比较差，要求节点数量远大于 3f+1。大部分章节都用来写 Paxos 和 PBFT 了，对于跨 shard 的 conflict transaction 的解决方案又比较 trivial，而且跨 shard 做共识的节点数量又是 ( 3 f + 1 ) ∗ # s h a r d (3f+1)*\#{shard} (3f+1)∗#shard，在节点多的时候通信开销可能成为瓶颈，实验部分好像也只测了 f=1 的情况。只能说在跨 shard 的 transaction 数量少且 conflict rate 低的情况下性能应该不错吧。

P2B-Trace: Privacy-preserving blockchain-based contact tracing to combat pandemics

这篇论文基于区块链做了一个针对新冠疫情的接触者追踪系统，保护用户隐私的同时防止用户篡改数据。

个人对区块链的应用暂时不感兴趣，不多加评价。

Blockchains vs. Distributed Databases: Dichotomy and Fusion

感觉这篇论文还是不错的，对数据库和区块链进行了充分的比较。
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DIV: Resolving the Dynamic Issues of Zero-knowledge Set Membership Proof in the Blockchain

暂时没搜到论文…

A Byzantine Fault Tolerant Storage for Permissioned Blockchain

蚂蚁金服和华东师范大学合作的一篇文章，还没搜到…

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