NỘI DUNG CẤU TRÚC CÂY AVL

BÀI 8 SỬ DỤNG MICROSOFT EXCEL IMPROVING AUTHENTICATED DYNAMIC DICTIONARIES WITH APPLICATIONS TO CRYPTOCURRENCIES Hà Nội, tháng 11 năm 2022 1 NỘI DUNG CẤU TRÚC CÂY AVL+ GIỚI THIỆU 01122022 2 TRIỂN KH. CẤU TRÚC CÂY AVL CẤU TRÚC CÂY AVL CẤU TRÚC CÂY AVL

IMPROVING AUTHENTICATED DYNAMIC DICTIONARIES WITH APPLICATIONS TO CRYPTOCURRENCIES Hà Nội, tháng 11 năm 2022 NỘI DUNG GIỚI THIỆU CẤU TRÚC CÂY AVL+ TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ DEMONSTRATION 12/1/22 I GIỚI THIỆU Tổng quan toán giao dịch tiền ảo a Một số khái niệm - Ledger - Miner - Blockchain - Verifier - Prover - Proof - Digest - Dynamic Dictionary 12/1/22 I GIỚI THIỆU Tổng quan toán giao dịch tiền ảo b Từ điển xác thực động - Một số tính năng: • Giảm kích thước block • Giảm chi phí khởi tạo miner • Tăng hiệu cho verifier prover • Hiệu xác thực bên - Một số CTDL sử dụng: • Skip List • Red-black Tree • AVL Tree 12/1/22 I GIỚI THIỆU Mơ hình Từ điển xác thực bên - Prover: • Giữ cấu trúc liệu • Thực tác vụ • Gửi proof đến verifier - Verifier: • Giữ digest trạng thái CTDL • Dùng proof để cập nhật tác vụ 12/1/22 I GIỚI THIỆU Mơ hình Từ điển xác thực bên Mục tiêu an ninh: - Khơng thể ép verifier tính tốn sai digest - Khơng tạo giữ bí mật - Không thể tạo proof gây DoS verifier 12/1/22 II CẤU TRÚC CÂY AVL+ Một số yêu cầu đặt Cải tiến tốc độ Giảm độ dài proof: - Miner thêm liệu (key, value) - Prover cập nhật liệu - Prover xóa liệu - Prover đưa proof - Verifier kiểm chứng proof - Khả compress đa tác vụ - Kiểm tra tồn key 12/1/22 II CẤU TRÚC CÂY AVL+ Điểm xuất phát: Merkle Tree - Hàm băm H - Leaf: lưu cặp key, value - Label leaf : có tiền tố - Label node: có tiền tố - Digest: label root - Proof: authenticated path từ root đến leaf • Chuỗi nhãn path • Chuỗi bit điều hướng 12/1/22 II CẤU TRÚC CÂY AVL+ Kết hợp với BS Tree - Sắp xếp leaves theo key • Node có leaves: leaf trái < leaf phải • Node có leaf subtree   Leaf trái < minimum subtree phải Leaf phải > maximum subtree trái 12/1/22 II CẤU TRÚC CÂY AVL+ Kết hợp với BS Tree - Node ln ln có - Leaf trái mang giá trị -∞ - Node lưu giá trị key subtree phải - Insert: node chứa leaf cũ leaf - Delete: • node • Con phải leaf • Con trái leaf 12/1/22 II CẤU TRÚC CÂY AVL+ Tổng hợp cấu trúc AVL+ - Merkle tree - Kết hợp quy tắc xếp BS - Kết hợp quy tắc cân AVL - Leaf lưu pointer đến leaf - Node lưu key subtree phải - Node phải có 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thông số điều kiện đầu vào - CTDL thử nghiệm: • AVL+ tree • Red-black tree • Skip lists • Treaps - Hàm băm: Blake2b bit - Phương pháp nén: gzi256-p AVL+ zip - Độ dài: key 26-byte, value 8-byte 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá a Thực nghiệm 1: chi phí khởi tạo liệu - Yêu cầu: Thống kê chi phí chèn 1000 liệu ngẫu nhiên vào CTDL có kích thước n = 0, 1000, 2000, …, 999000 keys 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá a Thực nghiệm 1: chi phí khởi tạo liệu So với tối ưu log2n • • • Skip lists: 44% Treaps: 32% AVL tree: 2~3% 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá b Thực nghiệm 2: độ dài proof tác vụ đơn - Yêu cầu: Thống kê độ dài trung bình proof insert/delete key CTDL có 1.000.000 node - Kết so sánh: Tác vụ Red-black tree Skip list Insertio n 1.7 1.4 Deletion 2.5 1.4 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá c Thực nghiệm 3: độ dài proof đa tác vụ - Yêu cầu: Thống kê độ dài trung bình proof cho lần điều chỉnh (modification) batch tác vụ 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá c Thực nghiệm 3: độ dài proof đa tác vụ 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá c Thực nghiệm 3: độ dài proof đa tác vụ 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá d Thực nghiệm 4: Thời gian thực thi - Yêu cầu: Thống kê thời gian insert verify prover verifier 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá d Thực nghiệm 4: Thời gian thực thi Insert 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá d Thực nghiệm 4: Thời gian thực thi Verify 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá e Thực nghiệm 5: Giả lập blockchain - Yêu cầu: Thống kê thời gian xử lý block trình đưa xác nhận proof • CTDL gồm 5.000.000 key 32-byte • Số block: 90.000 • Mỗi block: 1500 updates /500 insert 12/1/22 III TRIỂN KHAI, ĐÁNH GIÁ Thực nghiệm đánh giá e Thực nghiệm 5: Giả lập blockchain Kết quả: • Full verifier: 1800ms/block • AVL+ verfifier: 85ms/block 12/1/22 IV DEMONTRATION 12/1/22 The end Thank you for your attention