基于门限和环签名的抗自适应攻击拜占庭容错共识算法

共识算法作为区块链底层关键技术,可解决决策权分散的分布式系统中的一致性难题.良好的共识算法可提升系统健壮性,但大多数方案在网络故障或主动攻击下存在鲁棒性不可控、活性表现差、可扩展性不足等问题.针对上述问题,提出一种抗自适应攻击的健壮拜占庭容错共识算法(Robust Byzantine fault tolerance,RBFT).该算法利用环签名的无条件强匿名性构造排序选主算法,隐匿选举每一轮共识中的提案者,进而达到模糊敌手攻击对象、有效抵抗自适应攻击的目的.同时,通过在多轮投票中合成代表法定人数投票意愿的门限签名,将网络划分为众多最小连通性网络,以保证在最小连通性网络环境中实现低延迟、高鲁棒性...

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Published in自动化学报 Vol. 49; no. 7; pp. 1471 - 1482
Main Authors 孙海锋, 张文芳, 王小敏, 马征, 黄路非, 李暄
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西南交通大学信息科学与技术学院 成都 610031%成都市第三人民医院 成都 610014 01.07.2023
Subjects
Byzantine fault tolerance
区块链
共识算法
自适应攻击
threshold signature
Blockchain
拜占庭容错
consensus algorithm
adaptive attack
ring signature
环签名
门限签名
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ISSN0254-4156
DOI10.16383/j.aas.c200694

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Summary:共识算法作为区块链底层关键技术,可解决决策权分散的分布式系统中的一致性难题.良好的共识算法可提升系统健壮性,但大多数方案在网络故障或主动攻击下存在鲁棒性不可控、活性表现差、可扩展性不足等问题.针对上述问题,提出一种抗自适应攻击的健壮拜占庭容错共识算法(Robust Byzantine fault tolerance,RBFT).该算法利用环签名的无条件强匿名性构造排序选主算法,隐匿选举每一轮共识中的提案者,进而达到模糊敌手攻击对象、有效抵抗自适应攻击的目的.同时,通过在多轮投票中合成代表法定人数投票意愿的门限签名,将网络划分为众多最小连通性网络,以保证在最小连通性网络环境中实现低延迟、高鲁棒性的拜占庭容错共识算法.分析表明,系统在提升可扩展性、减少视图更换、降低签名验证开销的同时,能够有效保证系统活性.
ISSN:0254-4156
DOI:10.16383/j.aas.c200694