李启南，薛志浩，张学军

（兰州交通大学电子与信息工程学院，兰州 730070）

0 概述

共识算法根据容错类型可分为故障容错（Crash Fault Tolerance，CFT）共识算法和拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance，BFT）共识算法［1］。故障容错共识算法主要采用Paxos［2］及Raft［3］等，只能容忍节点发生宕机等错误，若存在恶意节点，则无法保证诚实节点数据的一致性。拜占庭容错共识算法的目的是解决拜占庭将军问题［4］，即使系统中存在恶意节点（不超过一定比例），依旧能够保证诚实节点数据的一致性。拜占庭将军问题最早由LAMPORT 等人在1982 年提出，并给出了口头协议和书面协议2 种拜占庭容错算法，但其复杂度为指数级，在实际中并不实用。1999 年，LISCOV 等［5］提出实用拜占庭容错（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）算法，通过两轮投票的方式将其复杂度降至多项式级，但是，拜占庭容错应用场景较少，因此，该算法未获得学术界的广泛关注。2008 年，中本聪提出比特币的概念，随着数字货币及其底层区块链技术的逐渐兴起，拜占庭容错算法逐渐受到重视。

目前，区块链中常用的拜占庭容错算法可分为弱一致性（又称最终一致性）算法和强一致性算法［6］。弱一致性算法允许数据在某一时间点可以存在不一致的情况，其典型代表包括工作量证明（Proof of Work，PoW）［7］、权益证明（Proof of Stack，PoS）［8］和委托权益证明（Delegate Proof of Stack，DPoS）［9］等，由于需要使用最长链原则解决分叉问题，因此一笔交易发出后并不能确保一定能够成功，这在商用区块链场景下是不可接受的，因此，弱一致性算法在公有链中应用较为广泛，在联盟链中应用较少。强一致性算法则在任何情况下都不允许区块链出现分叉情况，一个区块一旦添加便不会被撤销，其更加适用于商用联盟链场景。……