BrokerChain: A Cross-Shard Blockchain Protocol for Account/Balance-based State Sharding
我总感觉这篇文章不完整，缺少一些东西。或者说有些地方并没有详细说。比如状态图的构建，网络重分片的的配置过程。都直接忽略了。
Motivation
1 跨片交易不可避免的发生，如何降低跨片交易的数量
2 存在hot shard的现象，如何让负载更加均衡。
减少跨片交易
- duration-limited eventual automicity
- starte-partition
- account-segmentation
Overview
在brokerchain中存在两种shard
-
M-shard 负责打包交易出块 有S个
-
P-shard 负责划分账户状态 有个一个
-
在shard内部使用PBFT协议进行共识。M-shard在新的epoch中创建的第一个tx blcok 要跟在state-block B t B^t Bt 之后。
-
P-shard持续接受从M-shard生成的区块并更新所有账户的状态图，当所有区块生成结束，状态图固定后，执行状态图的划分，达到各个shard 负载均衡。
-
p-shard 对状态区块进行共识
-
M-shard 根据 state block 对状态进行冲新划分。
state-graph partition
状态图划分，对整个网络成状态图，图上的边是两个用户之间的交易数量，点的权值是一个用户交易的总数量。
使用Metis 算法将状态图进行划分。
account segmentation
这个和一个用户对应多个庄户地址有区别，在不同的shard中，一个用户使用相同的账户地址，存放在不同的shard中。
BrokerChain protocol stores the deposits of an account located at different shards with the same account address.
- 这样做可以减少夸片交易的数量。
- 能够缓解 hot shard问题
Modified Shard State Tree
使用一个修改过的分片状态数来存储用户状态。
ψ
\psi
ψ 是一个 0 -1 数组，1 代表此账户在这个分片中有存储。
ψ
=
[
e
1
,
e
2
,
.
.
.
,
e
s
]
\psi = [e_1,e_2,...,e_s]
ψ=[e1,e2,...,es]
一个用户的账户状态通过下面的进行描述
X μ X_{\mu} Xμ 代表了账户地址， η \eta η 代表了账户的nonce， ω \omega ω 代表value， ζ \zeta ζ 是账户状态 code字段
不同的shard 维护不同的 mSSTs，主要是每个local mSSTs 的value nonce code字段不同。
跨片交易处理
要成为broker，首先要保证有足够多的资产才可以成为broke。
要设立一定的激励机制鼓励账户成为broker
成功的跨片交易处理
首先账户A 发出一个原始的交易，交易是给B转v的钱，并指定broker c、token-lock duration H l o c k H_{lock} Hlock
H
l
o
c
k
H_{lock}
Hlock 是为了交易在shard1上链后等待足够多的时间才可以使用这笔钱，延迟确认，尽量避免交易需要被回滚的情况。
η
\eta
η 代表A和C的nonce
当收到叫一个
θ
r
a
w
\theta_{raw}
θraw broker创建一笔交易
θ
1
\theta_1
θ1
交易
θ
1
\theta_1
θ1上链时，当前的块高度为
H
s
o
u
r
c
e
H_{source}
Hsource,但是交易中的钱在
[
H
s
o
u
r
c
e
,
H
s
o
u
r
c
e
+
H
l
o
c
k
]
[H_{source}, H_{source} + H_{lock}]
[Hsource,Hsource+Hlock]之间被锁定，broker会发送产生一笔的交易
θ
2
\theta_2
θ2 ,只有当shard2在shard1的高度小于等于
H
s
o
u
r
c
e
+
H
l
o
c
k
/
2
H_{source} + H_{lock}/2
Hsource+Hlock/2 时，交易才会被接受。
失败的跨片交易
shard1的高度到达 H s o u r c e + H l o c k / 2 H_{source} + H_{lock}/2 Hsource+Hlock/2 时，shard2还没有收到交易 θ 2 \theta_2 θ2 ，shard2会认定这个跨片交易失败，并且极有可能是broker私吞了这笔钱。 shard2会将 θ 1 \theta_1 θ1 加入区块中，并提供一个失败证明 γ \gamma γ给 source shard，source shard 将会把 γ \gamma γ 加入高度小于 H s o u r c e + H l o c k H_{source} + H_{lock} Hsource+Hlock 的区块中。
如果 γ \gamma γ 在广播给source shard的过程中丢失，会重新进行广播。 这又是语言建模，也不考虑实际的广播轮次。
token-lock duration H l o c k H_{lock} Hlock 设置多大，设为平均夸片交易处理时间的 20倍。
Duration-Limited Eventual Atomicity
在 monoxide 的relay机制中，不要求有时间的限制，所以一个跨片交易可能等待很长时间，但是在borkerchain的设计中就要是有限时间的等待。
这篇文章有一些问题：
- 没有更细的讲述整个状态图应该如何进行划分。
- 没有细节的分析，将一个夸片交易拆分成两个片内交易究竟快在哪里？没有更加细致的解释。
