具有近最优好情况延迟的拜占庭共识、广播与状态机复制

本文研究了同步认证设置下拜占庭共识、广播和状态机复制的“好情况延迟”问题。好情况延迟度量刻画了当所有非故障方具有相同输入时（或在 BB/SMR 中当发送方/领导者为非故障时）达成共识所需的时间。先前的结果给出了一个下界，表明任何容忍超过 $n/3$ 故障的拜占庭共识或广播协议必须具有至少 $\Delta$ 的好情况延迟，其中 $\Delta$ 为假设的最大消息延迟界。我们的第一个结果是一族称为 $1\Delta$ 的协议，其具有近最优的好情况延迟。我们提出协议 $1\Delta$-BA，在同步认证设置下以近最优的好情况延迟 $\Delta+2\delta$ 和最优弹性 $f<n/2$ 解决拜占庭共识，其中 $\delta$ 为实际（未知）延迟界。随后我们扩展该协议，提出 $1\Delta$-BB 和 $1\Delta$-SMR，分别用于同一设置下、具有相同好情况延迟 $\Delta+2\delta$ 和 $f<n/2$ 容错能力的拜占庭容错广播与状态机复制。我们的 $1\Delta$-SMR 上界缩小了当前最佳方案 Sync HotStuff（其每条命令的好情况延迟为 $2\Delta$）与好情况延迟下界 $\Delta$ 之间的差距。最后，我们研究了同步设置的较弱模型，并展示了如何将 $1\Delta$ 方法适配到这些模型中。