Study and Resource Analysis of Ethereum Execution Client Bootstrapping

Τσιάρας, Κωνσταντίνος; Tsiaras, Konstantinos

dc.contributor.author	Τσιάρας, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Tsiaras, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2023-04-28T10:42:57Z
dc.date.available	2023-04-28T10:42:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57592
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25289
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη Δεδομένων και Μηχανική Μάθηση"	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Ethereum	en
dc.subject	Client	en
dc.subject	Bootstrapping	en
dc.subject	Synchronization	en
dc.subject	Resources	en
dc.subject	Κόµβος	el
dc.subject	Εκκίνηση	el
dc.subject	Συγχρονισμός	el
dc.subject	Πόροι	el
dc.subject	Εκτέλεση	el
dc.title	Study and Resource Analysis of Ethereum Execution Client Bootstrapping	en
dc.title	Μελέτη και Ανάλυση Πόρων της Διαδικασίας Εκκίνησης των Ethereum Execution Clients	el
dc.contributor.department	CSLab	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Blockchain	en
heal.classification	Distributed Systems	en
heal.classification	Κατανεμημένα Συστήματα	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-03-16
heal.abstract	The Ethereum blockchain, beyond its status as the second largest cryptocurrency by market cap, is a decentralized platform which is currently employed for a variety of use cases. Its programmable nature has allowed its users to develop a plethora of applications on it using smart contracts and it has seen an explosive growth and adoption in the few years since its creation. However, in order to keep such a decentralized network online, numerous nodes around the globe are required to run some specific client software. This client software in Ethereum is responsible both for deciding upon the current canonical chain ("consensus client") but also for downloading and storing the chain’s data, locally preserving and maintaining an up-to-date copy of the network’s state ("execution client"). The latter in particular requires a lengthy and resource-intensive process to bootstrap, one that has been the subject of much debate but also the catalyst for several innovations. The purpose of this thesis is to thoroughly understand the workloads an Ethereum execution client is required to handle, and the different ways in which the different client implementations have opted to approach it. We will initially research Ethereum’s architecture, the data structures used to persist chain and state data on disk, and we will also be exploring the different sync modes each client implementation utilizes to initially synchronize the network. Finally, we will be performing a comparative resource analysis on them, focusing on the system resources and time needed for their bootstrapping and we will be evaluating these results.	en
heal.abstract	Το Ethereum blockchain, πέρα από τη θέση του ως το δεύτερο µεγαλύτερο κρυπτονόµισµα βάσει κεφαλαιοποίησης, είναι µια αποκεντρωµένη πλατφόρµα η οποία σήµερα αξιοποιείται για μεγάλο πλήθος χρήσεων. Στα λίγα χρόνια ύπαρξής του έχει δει εκρηκτική ανάπτυξη, µε την προγραµµατιζόµενη φύση του να έχει δώσει τη δυνατότητα στους χρήστες του να αναπτύξουν πληθώρα εφαρµογών πάνω σε αυτό µέσω έξυπνων συµβολαίων (smart contracts). Ωστόσο, η εύρυθμη λειτουργία ενός τέτοιου δικτύου απαιτεί πολυάριθµους κόµβους ανά τον κόσμο να εκτελούν κάποιο προκαθορισµένο λογισµικό-πελάτη (client). Το λογισμικό αυτό είναι υπεύθυνο τόσο για να αποφασίζει για την ορθότητα της τρέχουσας αλυσίδας ("consensus client") όσο και για το κατέβασµα και αποθήκευση των δεδομένων της αλυσίδας, διατηρώντας ένα ενημερωμένο τοπικό αντίγραφο της τρέχουσας κατάστασης του δικτύου ("execution client"). Η εκκίνηση του λογισμικού εκτέλεσης συγκεκριµένα χρήζει µιας χρονοβόρας διαδικασίας µε μεγάλες απαιτήσεις σε πόρους συστήµατος, η οποία έχει αποτελέσει συχνό θέµα διαλόγου αλλά έχει επίσης αποτελέσει τον καταλύτη για αρκετές σχετικές καινοτοµίες. Ο σκοπός αυτής της διπλωµατικής εργασίας είναι η διεξοδική κατανόηση του φόρτου εργασίας που το λογισμικό εκτέλεσης στο Ethereum καλείται να διαχειριστεί και τους διαφορετικούς τρόπους µε τους οποίους οι διαφορετικές υλοποιήσεις αυτού έχουν επιλέξει να τον προσεγγίσουν. Αρχικά θα διερευνήσουμε την αρχιτεκτονική του Ethereum, τις δομές δεδομένων που χρησιµοποιούνται για να αποθηκεύσουν τα δεδοµένα αλυσίδας και κατάστασης στον δίσκο και επίσης θα εξερευνήσουμε τις διαφορετικές μεθόδους τις οποίες κάθε υλοποίηση αξιοποιεί για να συγχρονιστεί αρχικά µε το δίκτυο. Τέλος, θα πραγµατοποιήσουµε µια συγκριτική μελέτη µεταξύ αυτών, εστιάζοντας στους πόρους συστήµατος και συνολικούς χρόνους εκτέλεσης που έκαστη υλοποίηση χρειάζεται για την εκκίνησή της και θα αποτιµήσουµε τα αποτελέσµατα αυτής της μελέτης.	el
heal.advisorName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κωνσταντίνου, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος.	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	101 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false