周旺，胡红钢，俞能海

快速响应的高效多值拜占庭共识方案

周旺1,2，胡红钢1,2，俞能海1,2

（1.中国科学院电磁空间信息重点实验室，安徽 合肥 230027；2. 中国科学技术大学网络空间安全学院，安徽 合肥 230027）

由于网络设备的增多和传输环境的不确定性，消息时延同样具有不确定性，异步共识协议发挥出更多优势。Miller等于2016年提出第一个异步共识协议HoneyBadgerBFT，但其在实现高吞吐量的同时传输效率依然可以再优化。针对HoneyBadgerBFT中的广播协议进行改进，减少广播过程中的消息复杂度，同时增加可选的消息请求过程，以达到快速响应和高效传输的效果。

快速响应；高传输效率；拜占庭协议；共识方案

1 引言

自2008年中本聪首次提出比特币[1]的概念后，区块链作为其底层技术也被广泛关注。区块链本质上是一个分布式数据库，同时具有去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改和匿名性这五大特性。区块链系统与传统数据库系统的区别在于其能够在不依赖第三方的情况下，在分布式环境中正确运行，其核心之一是共识机制，即如何在一组节点之间达成消息的一致。

对于共识机制的研究一直热度不减，从20世纪70年代末开始，研究人员便对分布式系统中的容错问题进行了深入研究。对于宕机容错（CFT）问题，Lamport于1989年做出了开拓性的工作，提出了一个新的状态机复制协议—— Paxos[2]，并在2001年进行了解释[3]。1982年，Lamport等提出了一个新的问题——拜占庭将军问题[4]，对于新的拜占庭容错（BFT）问题，Castro和Liskov于1999提出了著名的PBFT[5]方案。2008年以后，随着比特币的关注度升高，同时由于其使用的工作量证明（PoW）机制的公平性，实现简单，PoW受到追捧，以太坊[6]、莱特币等部分主流“数字货币”使用的均是PoW机制。……