論文の概要: A Study on Asynchronous Vote-based Blockchains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08161v1
• Date: Thu, 12 Sep 2024 15:54:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-13 15:55:10.023368
• Title: A Study on Asynchronous Vote-based Blockchains
• Title（参考訳）: 非同期投票型ブロックチェーンに関する研究
• Authors: Yibin Xu, Jianhua Shao, Tijs Slaats, Boris Düdder, Yongluan Zhou,
• Abstract要約: 投票ベースのブロックチェーンは、Byzantine Fault Toleranceコンセンサスプロトコルを使用して、ある状態から別の状態へ移行する。 本稿では,非同期環境におけるリーダベースの協調を可能にする,強大なBFTコンセンサスモデルを提案する。 我々のプロトコルはメッセージの複雑さを大幅に減らし、しきい値のシグネチャに頼ることなく線形ビューの変更を実現する最初のプロトコルです。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.79997217554732
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Vote-based blockchains construct a state machine replication (SMR) system among participating nodes, using Byzantine Fault Tolerance (BFT) consensus protocols to transition from one state to another. Currently, they rely on either synchronous or partially synchronous networks with leader-based coordination or costly Asynchronous Common Subset (ACS) protocols in asynchronous settings, making them impractical for large-scale asynchronous applications. To make Asynchronous SMR scalable, this paper proposes a \emph{validated strong} BFT consensus model that allows leader-based coordination in asynchronous settings. Our BFT consensus model offers the same level of tolerance as binary byzantine agreement but does not demand consistency among honest nodes before they vote. An SMR using our model allows nodes to operate in different, tentative, but mutually exclusive states until they eventually converge on the same state. We propose an asynchronous BFT protocol for vote-based blockchains employing our consensus model to address several critical challenges: how to ensure that nodes eventually converge on the same state across voting rounds, how to assure that a blockchain will steadily progress through epochs while reaching consensus for previous epochs, and how to maintain robust byzantine fault tolerance. Our protocol greatly reduces message complexity and is the first one to achieve linear view changes without relying on threshold signatures. We prove that an asynchronous blockchain built on our protocol can operate with the \emph{same} simplicity and efficiency as partially synchronous blockchains built on, e.g. HotStuff-2. This facilitates deploying asynchronous blockchains across large-scale networks.
• Abstract（参考訳）: 投票ベースのブロックチェーンは、Byzantine Fault Tolerance(BFT)コンセンサスプロトコルを使用して、参加ノード間でステートマシンレプリケーション(SMR)システムを構築し、状態から別の状態へ移行する。 現時点では、リーダベースのコーディネーションを備えた同期ネットワークまたは部分同期ネットワーク、あるいは非同期設定におけるコストの高い非同期共通サブセット(ACS)プロトコルに依存しているため、大規模な非同期アプリケーションでは実用的ではない。 本稿では、非同期SMRをスケーラブルにするために、非同期設定におけるリーダベースの協調を可能にする、emph{validated strong} BFTコンセンサスモデルを提案する。 我々のBFTコンセンサスモデルは、バイナリビザンチン合意と同じレベルの寛容性を提供するが、投票前に正直なノード間で一貫性を求めることはない。 我々のモデルを用いたSMRにより、ノードは同じ状態に収束するまで、異なる、仮の、そして相互排他的な状態でノードを動作させることができる。 投票ラウンド全体でノードが最終的に同じ状態に収束することを保証する方法、ブロックチェーンがエポックを通じて着実に進行することを保証する方法、以前のエポックに対するコンセンサスに到達し、堅牢なビザンチンフォールトトレランスを維持する方法について、いくつかの重要な課題に対処するために、投票ベースのブロックチェーンを対象とした非同期なBFTプロトコルを提案する。 我々のプロトコルはメッセージの複雑さを大幅に減らし、しきい値のシグネチャに頼ることなく線形ビューの変更を実現する最初のプロトコルです。 当社のプロトコル上に構築された非同期ブロックチェーンは,‘emph{same}’のシンプルさと効率性を,HotStuff-2などの部分同期ブロックチェーンとして実現可能であることを証明しています。 これにより、大規模なネットワークに非同期ブロックチェーンをデプロイすることが可能になる。

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