Implementierung und Vergleich von austauschbaren Binärformaten für Netzwerknachrichten in einem Rust-basierten BFT-Framework

Aufgabe

Byzantinisch fehlertolerante (BFT) Einigungsprotokolle erlauben es, auch dann eine Einigung zwischen mehreren Replikaten zu erreichen, falls eine gewisse Anzahl dieser Replikate beliebig fehlerhaft ist. Wir haben ein BFT-Framework in der Programmiersprache Rust entwickelt, das den klassischen PBFT-Algorithmus umsetzt.

Die Replikate einigen sich auf den nächsten Befehl, der ausgeführt werden soll, durch das Austauschen von Netzwerknachrichten. Dazu müssen Structs beim Senden zu Bytes serialisiert werden und beim Empfangen deserialisiert werden.

Aktuell benutzt das Framework für diese Aufgabe MessagePack . In dieser Arbeit soll die Wahl des Binärformats im Framework konfigurierbar gemacht werden. Es sollen mindestens die folgenden Formate zur Auswahl stehen:

• Protobuf: Protobuf hat den Vorteil, dass die Nachrichten die ausgetauscht werden in eigenen .proto -Dateien spezifiziert werden. Aus diesen Dateien kann für viele Programmiersprachen Code zum serialisieren generiert werden.
• JSON: JSON ist durch den Einsatz in JavaScript extrem weit verbreitet. JSON Nachrichten sind textbasiert. Dadurch sind sie größer als binäre Nachrichten und schlechter für Performance. Allerdings sind JSON Nachrichten durch Menschen lesbar und einfacher zu verstehen.

Das Framework soll so erweitert werden, dass das gewünschte Format zur Kompilierzeit an einer Stelle einstellbar ist. Anschließend sollen die verschiedenen Binärformate evaluiert und vergleichen werden bezüglich des Durchsatzes und Aufwand.

Anforderungen

Bei Interesse wenden Sie sich bitte per E-Mail an Kai Bleeke . Geben Sie dabei Studiengang, eventuelle Schwerpunkte, Ihr Fachsemester sowie Ihre Programmierkenntnisse an.