論文の概要: CFT-Forensics: High-Performance Byzantine Accountability for Crash Fault Tolerant Protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.09123v3
• Date: Mon, 3 Jun 2024 14:20:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-04 21:39:44.229345
• Title: CFT-Forensics: High-Performance Byzantine Accountability for Crash Fault Tolerant Protocols
• Title（参考訳）: CFT-Forensics:Crash Fault Tolerant Protocolの高性能ビザンチン会計
• Authors: Weizhao Tang, Peiyao Sheng, Ronghao Ni, Pronoy Roy, Xuechao Wang, Giulia Fanti, Pramod Viswanath,
• Abstract要約: クラッシュフォールトトレラント(CFT)コンセンサスアルゴリズムは、システムコンポーネントが信頼されるシナリオで一般的に使用される。 CFTプロトコルのアカウンタビリティフレームワークであるCFT-Forensicsを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.503216369017762
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Crash fault tolerant (CFT) consensus algorithms are commonly used in scenarios where system components are trusted -- e.g., enterprise settings and government infrastructure. However, CFT consensus can be broken by even a single corrupt node. A desirable property in the face of such potential Byzantine faults is \emph{accountability}: if a corrupt node breaks protocol and affects consensus safety, it should be possible to identify the culpable components with cryptographic integrity from the node states. Today, the best-known protocol for providing accountability to CFT protocols is called PeerReview; it essentially records a signed transcript of all messages sent during the CFT protocol. Because PeerReview is agnostic to the underlying CFT protocol, it incurs high communication and storage overhead. We propose CFT-Forensics, an accountability framework for CFT protocols. We show that for a special family of \emph{forensics-compliant} CFT protocols (which includes widely-used CFT protocols like Raft and multi-Paxos), CFT-Forensics gives provable accountability guarantees. Under realistic deployment settings, we show theoretically that CFT-Forensics operates at a fraction of the cost of PeerReview. We subsequently instantiate CFT-Forensics for Raft, and implement Raft-Forensics as an extension to the popular nuRaft library. In extensive experiments, we demonstrate that Raft-Forensics adds low overhead to vanilla Raft. With 256 byte messages, Raft-Forensics achieves a peak throughput 87.8\% of vanilla Raft at 46\% higher latency ($+44$ ms). We finally integrate Raft-Forensics into the open-source central bank digital currency OpenCBDC, and show that in wide-area network experiments, Raft-Forensics achieves 97.8\% of the throughput of Raft, with 14.5\% higher latency ($+326$ ms).
• Abstract（参考訳）: クラッシュフォールトトレラント(CFT)コンセンサスアルゴリズムは、システムコンポーネントが信頼されているシナリオ -- エンタープライズ設定や政府インフラストラクチャなど -- で一般的に使用されている。 しかし、CFTのコンセンサスは単一の破損ノードによっても破られる。 破損したノードがプロトコルを破り、コンセンサス安全性に影響する場合、ノード状態から暗号的完全性を持った計算可能なコンポーネントを識別できる。 現在、CFTプロトコルに説明責任を提供する最もよく知られているプロトコルはPeerReviewと呼ばれ、基本的にはCFTプロトコル中に送信されたすべてのメッセージの署名された書き起こしを記録している。 PeerReviewは基盤となるCFTプロトコルに依存しないため、高い通信とストレージオーバーヘッドが発生する。 CFTプロトコルのアカウンタビリティフレームワークであるCFT-Forensicsを提案する。 CFTプロトコル(RaftやMulti-Paxosのような広く使われているCFTプロトコルを含む)の特別なファミリーに対して、CFT-Forensicsは証明可能な説明責任を保証する。 現実的な展開設定の下では、CFT-Forensics が PeerReview のコストのごく一部で機能していることが理論的に示される。 その後、RaftのCFT-Forensicsをインスタンス化し、人気のあるnuRaftライブラリの拡張としてRaft-Forensicsを実装した。 大規模な実験では、バニラ・ラフトにラフト・フォレスティクスが低いオーバーヘッドを付加することを示した。 256バイトのメッセージで、Raft-Forensicsは最高スループット87.8 %のバニラ・ラフトを46 %高いレイテンシ(+44$ms)で達成している。 最終的に、Raft-Forensicsをオープンソースの中央銀行デジタル通貨OpenCBDCに統合し、広範囲のネットワーク実験において、Raftのスループットの97.8倍のレイテンシ(+326$ms)を達成したことを示す。

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