一、 BlockEmulator 是什么？
BlockEmulator 1.0 是一个可支持多种共识协议与跨分片机制的区块链协议验证平台，由 HuangLab （中山大学 · 黄华威研究组）开发并开源。
网站首页：https://www.blockemulator.com
该实验平台主要面向区块链研究人员，当他们需要对提出的新型区块链共识协议、新型跨分片机制进行验证时，可以帮助用户快速搭建一个轻量化的区块链底层协议的实验平台，并对实验数据进行收集，方便绘制科研论文所需的实验图。
BlockEmulator实现了区块链的底层技术，不仅可以帮助初学者快速入门及加深理解区块链底层原理，也能为区块链研究者提供一个完整的区块链技术开发和测试环境。它可以降低开发和测试一个区块链新协议的成本和难度，为开发人员和研究人员提供可定制化的二次开发环境，加速区块链技术的创新和应用。
二、 BlockEmulator 能用来做什么？
BlockEmulator 1.0 的设计目标是为了帮助用户（研究者、学生）快速验证他们提出的新型区块链共识协议和分片机制。它被设计为一个采用轻量化区块链系统架构的实验平台。它简化了工业级区块链系统的实验环境的搭建流程，这是因为 blockEmulator 仅仅实现了区块链核心功能，比如交易池、区块打包、区块共识、交易上链等核心环节，并且支持常见的几种主流共识协议，如拜占庭容错 ( Practical Byzantine Fault Tolerance, PBFT ) 协议与工作量证明机制。
特别地，blockEmulator 对主流的“区块链分片机制”进行了系统底层级别的设计与实现 。其中，“跨分片交易”机制包含以下两个具有代表性的分片协议：Monoxide (NSDI’2019) 方案中提出的 “Relay 交易机制”，以及 BrokerChain (INFOCOM’2022) 中的 “broker 机制” (基于“做市商账户”的区块链跨分片协议 —— BrokerChain )。
因此，blockEmulator 支持对区块链底层新协议的正确性进行验证，尤其支持对区块链新型分片机制与协议做功能测试。
三、BlockEmulator 有什么特点？
- 快速搭建：不仅可以在本地进行实验，还可以远程部署到云端运行。
- 可定制化：BlockEmulator 1.0 采用 Go 语言实现，能够定制化二次开发，满足不同需求。
- 易于实验：BlockEmulator 1.0 支持主流区块链（如以太坊）历史交易数据回放，可以自动输出、保存区块链实验指标，如系统吞吐量、交易确认时延、交易池拥塞程度等等。
- 容易上手：无需复杂设置，科研人员与学生就能进行实验并收集数据绘制图表。
四、BlockEmulator 的架构设计
BlockEmulator 1.0 采用分层的方法进行设计，各层相对独立且只与邻近层交互，实现系统层面的功能解构，帮助用户快速熟悉系统架构并进行代码复用。
BlockEmulator 1.0 提供了详细的用户使用文档，如下图所示。
五、BlockEmulator 的未来版本
本次我们暂且开源 BlockEmulator 1.0 版本。目前研究团队在持续对 BlockEmulator 更新版本，后续会推出可操作性更高、交互界面更友好的后续版本。注：BlockEmulator 已经申请了专利保护。
六、已使用 BlockEmulator 的相关论文
如下几篇论文使用了 BlockEmulator 1.0 作为实验工具。欢迎了解。
- BrokerChain: A Cross-Shard Blockchain Protocol for Account/Balance-based State Sharding (INFOCOM 2022) 【PDF】【论文介绍】
- Achieving Scalability and Load Balance across Blockchain Shards for State Sharding (SRDS 2022)【PDF】【论文介绍】
- tMPT: Reconfiguration across Blockchain Shards via Trimmed Merkle Patricia Trie (IWQoS 2023)【PDF】【论文介绍】
- MVCom: Scheduling Most Valuable Committees for the Large-Scale Sharded Blockchain (ICDCS 2021) 【PDF】【论文介绍】
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