dBFT 2.0详解 | 委托拜占庭容错:技术细节、挑战和前景

NEONEO智能经济2019-03-18 19:58:01  阅读 -评论 0

NEO正在测试网运行2.10版本,该版本经测试后将部署到主网。2.10最重要的特性是dBFT2.0的实现,本文由NEO创始人张铮文,NEO核心开发者Igor M. Coelho, Vitor N. Coelho和NGD研发总监林鹏涛撰写,对最优共识机制dBFT进行详细技术细节展示。”

前言

拜占庭容错系统的设计距今已有几十年,近期区块链解决方案的蓬勃发展也不断地推动着这一主题相关研究的开展。虽然已有大量文献对提高共识系统的可靠性、鲁棒性和可恢复性进行了探讨研究,但针对具有一区块最终确认性的状态机复制机制而言,可用于解决大规模行业案例的相关研究却很少。本文除了可作为一种教学材料之外,也可作为在区块链生态中使用拜占庭容错代理通信问题的科学参考资料。

委托拜占庭容错: 技术细节、挑战和前景

-本小节是社区黄皮书:由社区驱动的NEO区块链技术规范,其中的一部分。

针对部分同步和完全异步的拜占庭容错系统 (Hao et al. 2018; Duan, Reiter, and Zhang 2018; Miller et al. 2016)的相关研究文献有很多; 但是能真正应用于真实的不同种类的去中心化应用智能合约(SC)场景的研究却很少。值得注意的是,与涉及状态机复制(Schneider 1990)的智能合约交易持久化需求相比,更新存储状态的应用程序会带来不一样的挑战。此外,要考虑的第二个重要事实与账本信息更新后的确定性有关。终端用户、商家和交易所都希望能明确地知悉他们的交易是否已得到处理或者是否有可能被回退。与先前文献中的大部分研究不同,NEO区块链在第一层网络上提出了一种具有一区块最终确认性的共识机制 (达鸿飞,张铮文 2015)。除了在实际案例应用中广为人知的优势之外,这个特性也带来了一些额外的限制、漏洞和挑战。

本技术材料的目的是强调从经典的实用拜占庭容错机制(pBFT)到当前NEO区块链核心库所采用的委托拜占庭容错机制(dBFT)所做的关键性修改(参见Github NEO项目库 )。此外,文中还描述了一种新颖的数学模型,该模型能够通过离散模型来验证特定的共识行为,而该离散模型能够对实际情景下的共识行为进行建模。本文在强调当前NEO共识机制的积极方面的同时,也旨在指出可能存在的缺陷以及未来的研究和发展方向。后者可以通过将NEO的需求及其新颖的理念与文献中众所周知的一些研究相结合来实现。

本文档的其余部分组织如下。1.1节对经典的PBFT机制的相关背景作了简要的介绍。1.2节描述了为实现NEO dBFT机制而对文献所做的一些关键性修改。1.3节详细介绍了当前对于NEO dBFT机制的最新讨论,并提供了相关伪代码和流程图。最后,1.9节提出了一种基于线性整数规划的新型数学规划模型,该模型对最优的攻击者进行建模,并在最坏的情况下对网络进行测试并验证其局限性。


1.1 实用型BFT背景

Miguel Castro和Barbara Liskov在其论文 “实用型拜占庭容错” (Castro and Liskov 1999)中首次提出了实用型BFT的概念。

dBFT 2.0详解 | 委托拜占庭容错:技术细节、挑战和前景

图灵奖获得者Barbara Liskov, 2010. 

维基百科CC BY-SA 3.0

给定

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