解构恒星共识协议（扩展版）
分布式、并行与集群计算
2019-12-16 v3
摘要
近期一些区块链提案（如 Stellar 与 Ripple）允许开放成员资格，同时使用典型用于封闭成员资格经典拜占庭共识的类似 quorum 的结构。这是通过去中心化方式构造 quorum 实现的：每个参与者独立选择信任对象，quorum 由这些个体决策产生。遗憾的是，此类区块链底层的共识协议鲜为人理解，其正确性亦未得到严格考察。本文严格证明了 Stellar 共识协议（SCP）的正确性，我们的证明揭示了协议结构及其对底层抽象的利用。为此，我们首先提出 SCP 的抽象版本，其以黑盒方式使用 Stellar 的联邦投票原语（类比可靠的拜占庭广播），该原语此前由 Garc\'ia-P\'erez 与 Gotsman 研究过。该抽象共识协议凸显了 Stellar 中的模块化结构，并可借由复用既有联邦投票结果证明正确。然而，它不适用于实际实现，因其进程维护无限状态。我们因而在抽象协议与使用仅有限状态的具象 SCP 间建立精化关系，从而将前者的正确性结果传递给后者。我们的结果有助于确立 Stellar 等去中心化区块链的理论基础并增强对其正确性的信心。
引用
@article{arxiv.1911.05145,
title = {Deconstructing Stellar Consensus (Extended Version)},
author = {Álvaro García-Pérez and Maria A. Schett},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05145},
year = {2019}
}