QuickSync：一种快速同步的基于 PoS 的区块链协议
密码学与安全
2023-03-17 v4 计算机科学与博弈论
摘要
要实现区块链，我们需要所有节点遵循的区块链协议。设计区块链协议需要出块者选择机制和链选择规则。在基于权益证明 (PoS) 的区块链协议中，出块者选择机制根据节点持有的相对权益选择发布下一个块的节点。然而，PoS 协议（如 Ouroboros v1）可能面临对完全自适应腐败的脆弱性。在本文中，我们提出了一种新颖的基于 PoS 的区块链协议 QuickSync，以在对完全自适应腐败安全的同时提升性能。我们提出了称为块权重的度量，即为每个块定义的值，源自基于出块者数字签名的可验证随机函数的输出。利用该度量，我们计算链权重，即构成链的所有块的块权重之和，针对所有有效链。这些度量是出块者权益的函数，以实现协议的 PoS 方面。链选择规则选择具有最高链权重的链作为要扩展的链。因此该链选择规则决定了前一区块的选定出块者。当我们使用度量定义链选择规则时，可能导致对女巫攻击的脆弱性。QuickSync 使用通过直方图匹配实现的抗女巫攻击函数。我们证明 QuickSync 满足公共前缀、链增长和链质量属性，因此是安全的。我们还表明它能抵御不同类型的对抗攻击策略。我们的分析表明，QuickSync 在每秒交易数和最终性时间上比 Bitcoin 好一个数量级，在最终性时间上比 Ouroboros v1 好三倍。
引用
@article{arxiv.2005.03564,
title = {QuickSync: A Quickly Synchronizing PoS-Based Blockchain Protocol},
author = {Shoeb Siddiqui and Varul Srivastava and Raj Maheshwari and Sujit Gujar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.03564},
year = {2023}
}