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无许可共识

分布式、并行与集群计算 2024-03-05 v5

摘要

区块链协议通常渴望运行于无许可设定中,其中节点由大量多样且未知的实体拥有与操作,每个节点可随时自由启动或停止运行协议。该设定比传统的许可设定更具挑战性,后者中运行协议的节点集合在协议部署时固定且已知。本文旨在提供一个框架,用于推理区块链协议丰富的设计空间及其在无许可设定中的能力与局限。我们提出了一个具有不同“无许可程度”的设定层次,由协议对当前参与者的了解量来规定:即完全无许可、动态可用与准无许可设定。本文还证明了若干结果,阐明了我们的分析框架在这些设定中推理区块链协议的效用。例如:(1) 在完全无许可设定中,即便在同步通信下且对拜占庭参与方总规模施以严格限制,每个确定性的拜占庭共识协议都存在不终止的执行。(2) 在动态可用与部分同步设定中,即便完全没有拜占庭参与方,也没有协议能以高概率解决拜占庭共识问题。(3) 相比之下,在准无许可与部分同步设定中,假设对拜占庭参与方总规模有界,则存在解决状态机复制的确定性协议。(4) 在准无许可与同步设定中,每个仅使用时间可塑密码学原语的权益证明状态机复制协议都易受长程攻击。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.14701,
  title  = {Permissionless Consensus},
  author = {Andrew Lewis-Pye and Tim Roughgarden},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.14701},
  year   = {2024}
}

备注

This is a journal version of the paper that subsumes earlier (conference) versions "Byzantine Generals in the Permissionless Setting" and "Resource Pools and the CAP Theorem"