TRAP：理性参与者诱饵策略求解拜占庭共识

在由 $n$ 个参与者组成的开放网络中，如果其中只有 $2n/3$ 或更少的参与者是正确的，则不可能解决拜占庭共识问题。由于区块链需要解决共识，人们可能认为区块链需要超过 $2n/3$ 的正确参与者。但当少于 $2n/3$ 的参与者正确且 $k$ 个参与者为理性玩家（若能获得战利品便会作恶）时，共识是否可解尚属未知。用理性玩家替换正确参与者似乎无助于解决共识，因为理性玩家可能作恶，而正确参与者按定义不会作恶。本文中，我们表明在该模型中即使正确参与者少于 $2n/3$ 共识实际上也是可解的。关键思想是一种诱饵策略，让理性玩家假装在加入联盟时作恶，但在战利品被窃取前奖励他们背叛该联盟。我们提出 TRAP 协议，该协议基于近期责任性理论的进展，在 $n>\max\bigl(\frac{3}{2}k+3t,2(k+t)\bigr)$ 时解决共识：通过假设私钥不可伪造，该协议是一种均衡，无论多达 $t$ 个拜占庭玩家如何任意行为，任何由 $k$ 个理性玩家组成的联盟都无法协调以提高其期望效用。最后，我们表明诱饵策略对解决这一所谓理性协议问题是必要且充分的。首先，我们证明若不实施诱饵策略则不可能解决该理性协议问题。其次，TRAP 的存在证明了诱饵策略的充分性。我们的 TRAP 协议在区块链中可防止参与者产生分歧，否则可能导致“双花”。