The ability of a peer-to-peer (P2P) system to effectively host decentralized applications often relies on the availability of a peer-sampling service, which provides each participant with a random sample of other peers. Despite the practical effectiveness of existing peer samplers, their ability to produce random samples within a reasonable time frame remains poorly understood from a theoretical standpoint. This paper contributes to bridging this gap by introducing PeerSwap, a peer-sampling protocol with provable randomness guarantees. We establish execution time bounds for PeerSwap, demonstrating its ability to scale effectively with the network size. We prove that PeerSwap maintains the fixed structure of the communication graph while allowing sequential peer position swaps within this graph. We do so by showing that PeerSwap is a specific instance of an interchange process, a renowned model for particle movement analysis. Leveraging this mapping, we derive execution time bounds, expressed as a function of the network size N. Depending on the network structure, this time can be as low as a polylogarithmic function of N, highlighting the efficiency of PeerSwap. We implement PeerSwap and conduct numerical evaluations using regular graphs with varying connectivity and containing up to 32768 (2^15) peers. Our evaluation demonstrates that PeerSwap quickly provides peers with uniform random samples of other peers.


翻译:点对点(P2P)系统有效承载去中心化应用的能力,通常依赖于对等节点采样服务的可用性,该服务为每个参与者提供其他节点的随机样本。尽管现有的对等节点采样器在实践中表现有效,但其在合理时间范围内生成随机样本的能力,从理论角度仍缺乏深入理解。本文通过引入PeerSwap这一具备可证明随机性保证的对等节点采样协议,致力于弥合这一理论空白。我们建立了PeerSwap的执行时间界限,证明其能够随网络规模有效扩展。我们证明了PeerSwap在保持通信图固定结构的同时,允许在该图中进行顺序化的节点位置交换。这一结论通过将PeerSwap构建为互换过程(一种用于分析粒子运动的经典模型)的特例而得以证明。借助该映射关系,我们推导出以网络规模N为函数的执行时间界限。根据网络结构的不同,该时间可低至N的多对数函数,这突显了PeerSwap的高效性。我们实现了PeerSwap协议,并采用具有不同连通度、最多包含32768(2^15)个节点的正则图进行了数值评估。实验结果表明,PeerSwap能够快速为节点提供均匀随机的其他节点样本。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
SynCode: LLM Generation with Grammar Augmentation
Arxiv
0+阅读 · 2024年11月6日
Arxiv
16+阅读 · 2019年4月4日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员