同态抽签——面向 PoS 区块链的隐秘领导者选举
密码学与安全
2023-01-31 v2 分布式、并行与集群计算
摘要
在单隐秘领导者选举协议（SSLE）中，系统参与者之一被选出，且除非其决定揭示自身，否则其他参与者均无法识别它。SSLE 在保护区块链共识协议免受拒绝服务（DoS）攻击方面具有巨大潜力。然而，所有现有方案要么做出强同步假设，要么具有过期注册，即要求被选出的进程在再次被选之前重新注册自己。这反过来禁止了在这些 SSLE 协议用于部分同步共识协议中选举领导者，因为可能存在长时间的网络不稳定，此时没有新区块被决定，因此无法进行新的注册（或重新注册）。在本文中，我们提出同态抽签（Homomorphic Sortition）——首个具有非过期注册的异步 SSLE 协议，使其成为首个与部分同步的基于领导者的共识协议兼容的方案。同态抽签依赖于门限全同态加密（ThFHE），并针对权益证明（PoS）区块链量身定制，相对于先前的提案进行了若干重要优化。特别是，与大多数现有 SSLE 协议不同，它适用于任意权益分布，并且不需要拥有多个币的用户多次注册。我们的协议高度可并行化，并且可在设置后完全链下运行。某些区块链要求一系列轮次具有不重复的领导者。我们定义了 SSLE 的一种推广，称为隐秘领导者排列（SLP），其中应用可以选择在一系列轮次中应输出多少个不重复领导者，并且我们展示了同态抽签也能解决此问题。
引用
@article{arxiv.2206.11519,
title = {Homomorphic Sortition -- Secret Leader Election for PoS Blockchains},
author = {Luciano Freitas and Andrei Tonkikh and Adda-Akram Bendoukha and Sara Tucci-Piergiovanni and Renaud Sirdey and Oana Stan and Petr Kuznetsov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11519},
year = {2023}
}