O que é o HyperBFT e como funciona?

O que é o HyperBFT?

O HyperBFT é o protocolo de consenso próprio do Hyperliquid. Este determina como os validadores chegam, em conjunto, a um acordo sobre a ordem pela qual transações e ordens válidas são processadas e quais os blocos que são adicionados de forma definitiva à blockchain.

Isto é particularmente importante para o Hyperliquid, porque a plataforma funciona com um livro de ordens totalmente on-chain. Não são apenas as transações executadas que são processadas na blockchain, mas também a colocação e o cancelamento de ordens, as liquidações e outras alterações no ambiente de negociação. Todas estas ações têm de ser processadas pela ordem correta e confirmadas pela rede.

O HyperBFT assegura que um único validador não pode determinar, por si só, o que acontece na blockchain. Os validadores verificam os blocos propostos e chegam a um acordo em conjunto antes de a nova informação ser adicionada de forma definitiva. Desta forma, a rede pode continuar a funcionar corretamente quando uma parte limitada do peso de voto falha, comete erros ou divulga informação incorreta, desde que um quórum de mais de dois terços do total em stake continue a participar de forma honesta.

O protocolo baseia-se nos princípios de Tolerância a Falhas Bizantinas. Isto significa que a rede foi concebida para continuar a ser fiável quando nem todos os validadores atuam corretamente. Além disso, o HyperBFT é fortemente inspirado no HotStuff, um protocolo BFT que funciona com líderes temporários, rondas de votação e provas de que um número suficiente de validadores apoia uma proposta.

O Hyperliquid adaptou estes princípios e otimizou-os para os requisitos específicos de uma plataforma de negociação. Na negociação on-chain, as ordens têm de ser processadas rapidamente, mantendo-se, ao mesmo tempo, o acordo entre todos os validadores quanto à ordem e ao resultado das mesmas. Por isso, o HyperBFT está orientado para baixa latência, finalidade rápida e processamento de grandes volumes de atividade de negociação.

Deste modo, o HyperBFT constitui a camada de consenso do Hyperliquid. Este garante que o HyperCore, onde o livro de ordens e os mercados de negociação são processados, e outras partes da rede, confiam no mesmo estado partilhado e definitivo da blockchain.

Pontos principais

• O HyperBFT é o protocolo de consenso próprio do Hyperliquid.
• Este baseia-se na Tolerância a Falhas Bizantinas e é inspirado no HotStuff.
• O HyperBFT assegura que os validadores alcançam um consenso suficiente sobre a ordem das transações e o conteúdo dos novos blocos.
• O protocolo está otimizado para baixa latência e elevada velocidade de processamento.
• Graças ao HyperBFT, o Hyperliquid pode disponibilizar um livro de ordens totalmente on-chain com finalidade rápida.

Como funciona o HyperBFT?

O HyperBFT constitui a camada de consenso da blockchain do Hyperliquid. Sempre que um utilizador coloca uma ordem, a cancela ou executa uma transação, os validadores têm de chegar a acordo sobre o novo estado da rede. Só depois este é adicionado de forma definitiva à blockchain.

Para este efeito, o Hyperliquid utiliza uma rede Proof-of-Stake com um conjunto ativo de 24 validadores. Qualquer pessoa pode operar um nó, mas apenas os 24 validadores com maior stake delegada fazem parte do conjunto ativo de validadores. Estes produzem blocos e participam no consenso HyperBFT.

Quando um utilizador, por exemplo, coloca uma ordem limitada, esta é enviada para a rede Hyperliquid. Um validador que, nessa ronda de consenso, está autorizado a propor um bloco pode incluir a ordem no novo bloco. Os restantes validadores ativos verificam a proposta e, de seguida, votam sobre a mesma.

O HyperBFT não assenta num único validador. Um bloco só se torna definitivo quando mais de dois terços do peso total de voto em stake apoia a mesma proposta. Assim, um pequeno grupo de validadores defeituosos ou maliciosos não pode, por si só, determinar quais transações ou ordens são processadas.

Assim que um número suficiente de validadores chega a acordo, o bloco torna-se imediatamente definitivo. O novo estado da blockchain é então atualizado, o que faz com que todos os utilizadores vejam o mesmo livro de ordens, as mesmas transações e o mesmo histórico de negociação. Esta finalidade num único bloco é uma das razões pelas quais o Hyperliquid consegue processar ordens quase de imediato.

Exemplo:

Suponha que coloca uma ordem limitada na rede Hyperliquid para comprar 1 HYPE.

A ordem é enviada para a rede Hyperliquid e pode, em seguida, ser incluída num bloco proposto. Assim que um quórum de mais de dois terços do total em stake apoia o bloco, o bloco torna-se definitivo e o livro de ordens é atualizado.

Desta forma, cada participante baseia-se no mesmo estado definitivo do livro de ordens. Assim, os utilizadores não veem cada um uma versão diferente das ordens em aberto e das transações executadas.

Em que é que o HyperBFT difere de outros protocolos BFT?

O HyperBFT não é um protocolo de consenso totalmente novo. Segundo o Hyperliquid, trata-se de uma variante do HotStuff que foi ainda mais otimizada para os requisitos específicos da rede Hyperliquid.

O HotStuff é um protocolo moderno de Tolerância a Falhas Bizantinas (BFT). BFT significa que uma rede pode continuar a alcançar consenso quando uma parte dos validadores falha, comete erros ou divulga informação incorreta. O objetivo é que os validadores honestos continuem a seguir a mesma ordem de transações e não finalizem duas versões conflituantes da blockchain.

O HotStuff funciona com um líder temporário que propõe um bloco, após o que os restantes validadores votam sobre esse bloco. Assim que um número suficiente de validadores apoia a mesma proposta, surge uma prova de consenso amplo e o bloco pode, por fim, tornar-se definitivo. O protocolo melhorou os protocolos BFT mais antigos sobretudo ao organizar a comunicação de forma mais eficiente. O HotStuff melhorou os protocolos BFT mais antigos sobretudo ao organizar de forma mais eficiente a comunicação e a substituição de um líder defeituoso. O protocolo tem uma complexidade de comunicação linear e é optimistically responsive. Isto significa que um líder fiável, assim que a rede estiver suficientemente estável, pode alcançar consenso com base na latência real da rede, em vez de ter sempre de esperar por um tempo máximo de espera previamente definido.

O Hyperliquid utilizou estes princípios como base para o HyperBFT. As adaptações técnicas exatas não estão totalmente descritas de forma pública, mas o Hyperliquid confirma que tanto o algoritmo de consenso como a camada de rede foram otimizados para uma latência end-to-end tão baixa quanto possível. Trata-se do tempo entre o envio de uma ordem e a receção da confirmação de que esta foi processada de forma definitiva.

Esta otimização é importante porque o HyperBFT não ordena apenas transações normais. O protocolo também tem de processar rapidamente, e numa única ordem fixa, ordens, cancelamentos, trades e liquidações para o livro de ordens totalmente on-chain do Hyperliquid.Segundo o Hyperliquid, a latência end-to-end mediana para um cliente colocado geograficamente perto de um validador é de aproximadamente 0,2 segundo. A latência no percentil 99 é, nestas condições, de aproximadamente 0,9 segundo. De acordo com a documentação oficial, o HyperCore suporta atualmente cerca de 200.000 ordens por segundo. Neste contexto, a camada de execução é atualmente o fator limitativo e não o protocolo de consenso ou a camada de rede.

Assim, a principal diferença é que o HotStuff é um protocolo BFT geral que pode servir de base a diferentes sistemas distribuídos. O HyperBFT é uma variante adaptada, especificamente configurada para a Layer 1 do Hyperliquid, com ênfase adicional na baixa latência, numa elevada velocidade de processamento e na atualização rápida de um livro de ordens totalmente on-chain.

Porque é que o HyperBFT é tão rápido?

O HyperBFT foi concebido de raiz para aplicações de negociação de alta velocidade.

Segundo o Hyperliquid, tanto o algoritmo de consenso como a camada de rede subjacente foram otimizados para minimizar ao máximo o tempo entre o envio de uma ordem e o respetivo processamento definitivo. Isto também é conhecido como latência end-to-end.

Para utilizadores que se encontram geograficamente perto de um validador, a latência end-to-end mediana é de aproximadamente 0,2 segundo. Além disso, o HyperCore suporta atualmente cerca de 200.000 ordens por segundo. Segundo o Hyperliquid, o próprio protocolo de consenso foi concebido para, no futuro, suportar números ainda muito mais elevados quando a camada de execução for ainda mais otimizada.

Este desempenho permite construir uma plataforma de negociação cuja velocidade é comparável à das exchanges centralizadas, mantendo-se o livro de ordens totalmente on-chain.

Que papel desempenha o HyperBFT no Hyperliquid?

O HyperBFT protege toda a Layer 1 do Hyperliquid.

O protocolo de consenso assegura que o HyperCore e o HyperEVM utilizam a mesma blockchain partilhada. O HyperCore processa, entre outros, o livro de ordens, perpetual futures e mercados spot, enquanto o HyperEVM oferece suporte para smart contracts compatíveis com Ethereum. Ambas as componentes dependem da mesma camada de consenso.

Cada ordem, cancelamento, trade e liquidação é, em última análise, confirmada pelo HyperBFT antes de se tornar uma parte definitiva da blockchain.

Quais são as vantagens do HyperBFT?

O HyperBFT oferece várias vantagens para o Hyperliquid:

• Baixa latência: Segundo o Hyperliquid, a latência end-to-end mediana para um cliente que se encontra geograficamente perto de um validador é de aproximadamente 0,2 segundo. Isto permite que as ordens sejam colocadas, alteradas e processadas rapidamente. A latência real pode ser superior, dependendo da localização e das condições de rede.
• Processamento rápido e definitivo: Assim que um bloco é confirmado via HyperBFT, este torna-se imediatamente definitivo. Assim, os utilizadores não precisam de esperar por vários novos blocos antes de uma ordem ou transação ser considerada concluída.
• Um único livro de ordens on-chain partilhado: Ordens, cancelamentos, trades e liquidações são processados através da mesma blockchain. Desta forma, todos os participantes utilizam a mesma versão definitiva do livro de ordens e a atividade de negociação pode ser verificada de forma transparente.
• Proteção através de HYPE em stake: Os validadores têm de colocar HYPE em stake para participar no consenso. Isto dá-lhes um interesse financeiro em executar corretamente a sua tarefa. Os validadores que violam as regras podem, dependendo das regras do protocolo, sofrer consequências financeiras.
• Elevada velocidade de processamento: O HyperBFT e a camada de rede estão ajustados para processar grandes volumes de atividade de negociação. Isto permite ao Hyperliquid processar muitas ordens sem utilizar um livro de ordens off-chain.
• Especialmente ajustado à negociação on-chain: O HyperBFT foi concebido para processos que, numa plataforma de negociação, têm de ser executados rapidamente e pela ordem correta, como a colocação e o cancelamento de ordens, a execução de trades e o processamento de liquidações.

Quais são as desvantagens do HyperBFT?

O HyperBFT tem também algumas limitações:

• Documentação técnica pública limitada: O Hyperliquid descreve as principais partes do HyperBFT, mas não divulga publicamente, de forma aprofundada, todas as fases internas de votação e otimizações. Isto torna mais difícil para programadores e investigadores externos verificarem, de forma independente, o funcionamento completo do protocolo.
• Dependência de uma maioria honesta da stake: O HyperBFT mantém-se seguro enquanto um peso de voto em stake suficiente agir de forma honesta. Quando um pequeno número de partes controla, em conjunto, uma grande parte da stake, estas obtêm muita influência sobre o consenso e a produção de blocos.
• A rede pode parar temporariamente: Quando um número insuficiente de validadores participa ativamente ou chega a acordo, o quórum exigido não pode ser formado. Os novos blocos e as alterações no livro de ordens podem então não ser processados de forma definitiva, temporariamente.
• Conjunto ativo de validadores relativamente limitado: Um grupo mais pequeno de validadores ativos permite comunicação rápida e baixa latência, mas também significa que o consenso está distribuído por menos partes. Isto pode tornar a rede mais sensível à concentração do peso de voto ou a falhas conjuntas.
• Fortemente ajustado ao Hyperliquid: O HyperBFT foi otimizado especificamente para a arquitetura e a atividade de negociação do Hyperliquid. Por isso, o protocolo foi menos testado de forma ampla como protocolo de consenso geral para outros tipos de blockchains e aplicações.

Considerações finais

O HyperBFT constitui a base técnica da blockchain do Hyperliquid. O protocolo de consenso assegura que um quórum de validadores chega a acordo sobre a ordem de transações, ordens e blocos. Desta forma, a rede mantém uma versão consistente da blockchain e do livro de ordens.

Ao contrário de protocolos BFT gerais, o HyperBFT foi desenvolvido especificamente para as exigências de uma plataforma de negociação totalmente on-chain. Ao combinar os princípios de Tolerância a Falhas Bizantinas com uma arquitetura inspirada no HotStuff e uma camada de rede otimizada, o Hyperliquid consegue oferecer latência muito baixa, elevadas velocidades de processamento e finalidade rápida.

Deste modo, o HyperBFT constitui uma parte importante da tecnologia por trás do Hyperliquid e torna possível a experiência de negociação rápida, transparente e totalmente on-chain pela qual a plataforma é conhecida.