共识中每比特都至关重要
分布式、并行与集群计算
2023-08-09 v2
摘要
共识使 n 个进程就一个公共有效 L 位值达成一致，尽管有 t < n/3 个进程发生故障并任意行事。长期以来，人们一直致力于改善部分同步下共识的最坏情况通信复杂度。这最近以 O(n^2) 的最坏情况字复杂度达到顶峰。然而，最佳方案的最坏情况比特复杂度仍为 O(n^2 L + n^2 kappa)（其中 kappa 为安全参数），远未达到 \Omega(n L + n^2) 的下界。鉴于共识原语的实际使用（其中值通常由大尺寸批次组成（L > n）），这一差距十分显著。本文展示了如何在实现最优线性延迟的同时缩小上述差距。即，我们提出了一种新算法 DARE（Disperse, Agree, REtrieve），其通过一种新颖的分散原语改进了 O(n^2 L) 项。DARE 实现了 O(n^{1.5} L + n^{2.5} kappa) 比特复杂度，相比最先进方案（当 L > n kappa 时）有效提升了 sqrt{n} 倍。此外，我们表明采用更重的密码学原语，即 STARK 证明，可让我们设计出 DARE-Stark，即 DARE 的一个版本，其实现了 O(n L + n^2 poly(kappa)) 的近最优比特复杂度。DARE 与 DARE-Stark 均实现了最优的 O(n) 延迟。
引用
@article{arxiv.2306.00431,
title = {Every Bit Counts in Consensus},
author = {Pierre Civit and Seth Gilbert and Rachid Guerraoui and Jovan Komatovic and Matteo Monti and Manuel Vidigueira},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.00431},
year = {2023}
}