Move Complexity of a Self-Stabilizing Algorithm for Maximal Independent Sets
${\cal A}_\mathsf{deg}$是一种自稳定算法，它计算有限图中具有近似比$(Δ+ 2)/3$的最大独立集。在本说明中，我们表明，根据中央调度的移动数的${\cal A}_\mathsf{deg}$是不受限制的多项式在$n$。
2022-03-25 cs.DC
A Combinatorial Characterization of Self-Stabilizing Population Protocols
我们充分刻画了自稳定功能的人口协议的完整的相互作用图。特别是，我们调查自稳定系统中的$n$有限状态代理，其中恶意调度程序选择一个任意序列的成对的相互作用下的全球公平性条件。我们证明了自稳定的一个充分必要条件。具体来说，我们表明，没有一定的集合论条件的功能是不可能计算的自稳定的方式。我们的主要贡献是在相反的情况下，我们构建了一个自稳定协议的所有其他功能，满足此特性。我们的积极建设使用迪克森引理发展的概念，根集，一个概念，原来是从根本上描述自稳定在这个模型。我们相信，这可能有助于在更一般的模型中描述自稳定性。
2020-10-12 cs.DC
Minimizing Intellectual Property Risks via Self-Stabilizing Algorithms
Information Technology Research Center BMW Group（宝马集团信息技术研究中心）
本文研究了通过分层方式使用自稳定算法来评估宏观层面的知识产权风险，旨在支持所有定义的知识产权维度并寻找次优解以最小化风险。
2026-04-21 cs.DC
Families of Distributed Memory Parallel Graph Algorithms from Self-Stabilizing Kernels-An SSSP Case Study
自稳定算法是一个重要的，因为它们的鲁棒性和保证收敛。自稳定算法从任意状态开始，保证收敛到一个合法的状态，但当性能和可扩展性很重要时，这些算法不能直接用于解决分布式图处理问题。在本文中，我们展示了“抽象图机”（AGM）模型，可用于转换自稳定算法的形式适合于分布式图形处理。AGM是一种在图上并行计算的数学模型，它为自稳定算法添加了工作依赖性和排序。使用AGM模型，我们表明，一些现有的分布式单源最短路径（SSSP）算法实际上是自稳定SSSP的专业化。我们扩展AGM模型，在不同的空间层次上应用更细粒度的排序，以获得额外的可扩展的SSSP算法的变体，基本上使算法能够为特定的目标架构生成。实验结果表明，这种方法可以产生新的算法变种，优于标准的分布式算法SSSP。
2017-06-19 cs.DC
Self-Stabilizing Maximal Matching and Anonymous Networks
我们提出了一个自稳定算法计算匿名网络中的最大匹配。复杂性是$O(n^3)$在对抗性分布式守护进程下以高概率移动。在该算法中，每个节点可以确定它的一个邻居是指向它还是指向另一个节点，这导致了与匿名假设的矛盾。为了解决这个问题，我们在经典的链接寄存器模型下提供了一个自稳定算法，该算法为链接提供了一个唯一的名称，使得该名称被链接的两端共享。
2016-11-17 cs.DC
Time-Optimal Self-Stabilizing Leader Election on Rings in Population Protocols
在种群协议模型下，提出了一个有向环上的自稳定的首领选举协议。给定群体大小$n$的上限$N$，所提出的协议从任何配置开始在$O(nN)$预期步骤内选举唯一的领导者，并使用$O(N)$状态。如果给定的上界$N$是渐近紧的，即，$N=O(n)$。
2020-09-23 cs.DC
Practically-Self-Stabilizing Virtual Synchrony
虚拟同步是一个重要的抽象，当在异步的、通常是大型的、消息传递的分布式系统上实现时，它被证明是非常有用的。容错设计是此类实现成功的关键标准。这是因为大型分布式系统可以是高度可用的，只要它们不依赖于每个系统参与者的完整操作状态。也就是说，他们采用冗余的数字，以克服非最佳行为的参与者，并获得全球的鲁棒性和高可用性。自稳定系统可以容忍瞬态故障，驱动系统到一个任意的不可预测的配置。这样的系统会自动从任意配置中恢复一致性，然后产生所需的系统行为。实际上，自稳定系统确保了实际上无限数量的连续步骤的期望系统行为，$2^{64}$步骤。我们提出了第一个实际的自稳定虚拟同步算法。该算法是几个新技术的组合，可能是独立的利益。特别是，我们提出了一种新的计数器算法，建立了一个有效的实际无界计数器，这反过来又可以直接用于实现自稳定多写多读（MWMR）寄存器仿真。其他组件包括自稳定组成员资格、自稳定多播和复制状态机的自稳定仿真。当我们基于虚拟同步而不是共识来实现复制状态机时，系统在与基于共识的复制状态机相关的更极端的异步执行中前进。
2018-04-25 cs.DC
Performance Comparisons of Self-stabilizing Algorithms for Maximal Independent Sets
传感器网络，例如智能仓库的超宽带传感器，可能需要运行分布式算法来自动确定拓扑布局。在本文中，我们提出了5个不同的自稳定算法（他们的中央和分布式对应）确定最大独立集。从时间复杂度、仿真分析和最大独立集的大小等方面对算法的性能进行了比较。
2022-03-21 cs.DC
Self-stabilizing Reconfiguration
当前的重新配置技术基于以一致的配置启动系统，其中所有参与实体都处于其初始状态。从该状态开始，系统必须保持一致性，只要不违反处理器加入和离开的预定义流失率，并且无限存储可用。许多工作系统无法控制这种流失率，并且无法访问无限存储。如果系统设计者忽视了违反上述假设的后果，那么系统可能会表现出非法行为。我们提出了第一个自动恢复重新配置方案，恢复从瞬态故障，如时间违反上述假设。我们的自稳定解决方案通过假设临时访问可靠的故障检测器自动恢复安全性。一旦重新建立安全性，就不再需要故障检测器的可靠性。尽管如此，活性是由故障检测器的不可靠信号决定的。我们表明，我们的自我稳定的重新配置技术可以作为实现的基础上的消息传递系统的几个动态服务。示例包括自稳定可重构虚拟同步，其进而可以用于实现共享存储器的自稳定可重构状态机复制和自稳定可重构仿真。
2016-12-06 cs.DC
Self-stabilizing Overlays for high-dimensional Monotonic Searchability
我们将自稳定系统的单调可搜索性的概念从一维扩展到多维。如果一个系统能够从任何初始的非法状态恢复到合法状态，那么它就是自稳定的。这类系统最常用于分布式应用程序。单调可搜索性在恢复过程进行时搜索节点时提供保证。更准确地说，如果在某个节点$u$上启动的搜索请求成功到达其目的地$v$，则从$u$到$v$的所有未来搜索请求也会成功。虽然已经存在一个自稳定协议的二维拓扑结构和单调搜索的通用方法，目前还不清楚这两个概念如何有效地配合在一起。后一个概念甚至带有一些对消息的限制性假设，而我们的协议并非如此。我们提出了一个简单的新协议的自稳定二维四叉树，满足单调搜索。我们的协议可以很容易地扩展到更高的维度，并提供路由在$\mathcal O(\log n)$跳的任何搜索请求。
2018-08-30 cs.DC
Silent Self-stabilizing BFS Tree Algorithms Revised
在本文中，我们回顾了两个基本结果的自稳定文献沉默BFS生成树的构造：Dolev等人的算法和黄和陈的算法。更确切地说，我们提出了在复合原子模型的三个简单的适应这些算法的启发。然后，我们提出了这三个算法的深入研究。我们的研究结果与正确性（收敛性和封闭性，假设一个分布式的不公平守护进程）和复杂性（分析的稳定时间轮和步骤）。
2015-09-13 cs.DC
Optimization in a Self-Stabilizing Service Discovery Framework for Large Scale Systems
发现和获取服务的能力是开发大规模分布式系统的关键需求。我们考虑动态和不稳定的环境，即对等（P2P）系统。在以前的工作中，我们设计了一个服务发现的解决方案，称为分布式词典放置表（DLPT），基于分层覆盖结构。一个自稳定的版本，使用的信息传播与反馈（PIF）范式。在本文中，我们介绍了自稳定的COPIF（协作PIF）计划。给出了算法的正确性证明.我们使用这种方法来改善分布式P2P框架设计的服务发现。显着有效的实验结果。
2012-07-05 cs.DC
Making local algorithms efficiently self-stabilizing in arbitrary asynchronous environments
本文提出转换器，将任意终止型同步局部算法转为在不公平守护进程下移动与轮数均高效的异步静默自稳定算法，并给出着色、BFS树、k-聚类和领导者选举实例。
2023-07-13 cs.DC
Analyzing the Fault-Containment Time of Self-Stabilizing Algorithms - A Case Study for Graph Coloring
本文提出的技术，以获得从一个单一的故障恢复的平均时间的上限，自稳定算法的消息传递模型。对于一个新的三角洲+1着色算法，我们解析地推导出一个界的平均时间恢复，并表明方差是有界的一个小常数独立的网络的大小。对于一类有界独立图（例如单位圆盘图），所有包含度量都是O（1）。
2014-10-24 cs.DC
The Manne et al. self-stabilizing 2/3-approximation matching algorithm is sub-exponential
Manne等人设计了计算最大匹配的第一个算法，该最大匹配是$O(^2n)$移动中最大匹配的2/3近似。然而，复杂性紧密性没有得到证明。在本文中，我们展示了这个匹配算法的次指数执行。
2017-04-18 cs.DC
Self-stabilizing Byzantine Clock Synchronization with Optimal Precision
我们重新审视的方法，拜占庭容错时钟同步的基础上介绍了林奇和韦尔奇的近似协议。我们的贡献有三个方面：（1）我们提供了一个稍微改进的算法变体，该算法产生了可以实现的偏斜和可持续频率偏移的改进界限。(2)我们将展示如何扩展该技术，也同步时钟速率。这允许不太频繁的通信，而不会显著损失精度，只要时钟速率变化足够慢。(3)我们提出了一个耦合方案，使这些算法的自稳定，同时保持其高精度。该方案利用低精度，但自我稳定的算法恢复的目的。
2016-09-29 cs.DC
Stabilizing data-link over non-FIFO channels with optimal fault-resilience
自稳定系统在任何配置下启动时都有能力收敛到正确的行为。到目前为止，在自稳定领域所做的大部分工作都假设通过共享存储器或FIFO通道进行通信。本文首次为不可靠非FIFO通道上自稳定消息传递算法的设计奠定了基础。我们提出了一个故障发送提供最佳的稳定数据链路层，模拟一个可靠的FIFO通信信道不可靠的容量有限的非FIFO通道。
2011-02-07 cs.DC
Avatar: A Time- and Space-Efficient Self-Stabilizing Overlay Network
覆盖网络对容错计算提出了一个有趣的挑战。许多覆盖网络在动态环境（例如因特网）中操作，其中故障频繁且广泛，并且系统中的进程的数量可能相当大。最近，自稳定覆盖网络已经被提出作为管理这种复杂性的方法。\emph{Self-stabilizing overlay networks}承诺，从任何弱连接配置开始，最终将构建正确的覆盖网络。到目前为止，这种保证是有代价的：节点可能在算法执行期间具有高度，或者算法可能需要很长时间才能达到合法配置。在本文中，我们提出了第一个自稳定的覆盖网络算法，不会产生这种惩罚。具体来说，我们（i）提出了一个新的本地可检查的覆盖网络的基础上的二叉搜索树，和（ii）提供了一个随机算法的自稳定，终止于预期的多对数轮数\emph{and}增加一个节点的程度只有一个多对数因子的期望。
2015-06-04 cs.DC
Technical Report: Benefits of Stabilization versus Rollback in Self-Stabilizing Graph-Based Applications on Eventually Consistent Key-Value Stores
在本文中，我们评估和比较两种方法的性能，即自稳定和回滚，处理一致性违反故障（\cvf）时发生的自稳定的分布式基于图的程序上执行最终一致的键值存储。违反一致性的错误是由于键值存储提供的一致性级别较低而导致读取错误的值而引起的。处理这些故障的一种方法是利用回滚，而另一种方法是依赖于期望提供从任意状态恢复的自稳定特性。我们评估这两种方法在不同的案例研究-平面图着色，任意图着色，最大匹配-以及不同的问题维度，如输入数据的特点，工作负载分区，和网络延迟。我们还考虑了执行不稳定算法回滚与类似的稳定算法，不利用回滚的效果。
2020-07-26 cs.DC
Efficient Two-Dimensional Self-Stabilizing Byzantine Clock Synchronization in WALDEN
为了在自稳定时钟同步中容忍终端和通信部件的拜占庭故障，研究并解决了二维的【形】自稳定拜占庭容错时钟同步问题。通过利用在底层网络中提供的时间触发（TT）阶段作为TT通信窗口，近似协议、跳频过程和随机化特级大师被集成到整体解决方案中。它示出，与分区的通信组件到$3$任意连接的子网络，有效的同步可以实现与一个这样的子网络和小于$1/3$终端组件是拜占庭。同时，对于特定的网络，可以在一秒或几秒内以很高的概率达到期望的稳定。这有助于开发具有严格时间、资源和安全要求的各种分布式硬实时系统。
2022-03-07 cs.DC
Self-stabilizing Total-order Broadcast
全序（统一可靠）广播问题是容错分布式计算的基础，因为它抽象了一系列要求进程以相同的顺序统一传递消息的问题。现有的解决方案（容忍过程故障）减少了全顺序广播问题的多值共识。我们的研究旨在设计一种更可靠的解决方案。我们通过自我稳定的镜头这样做-一个非常强大的容错概念。除了节点和通信故障之外，自稳定算法可以在任意瞬时故障发生后恢复;这些故障表示违反系统设计操作所依据的假设（只要算法代码保持完整）。这项工作提出了第一个（据我们所知）的自稳定算法的总顺序（统一可靠）广播的异步消息传递系统容易出现过程故障和瞬时故障。正如我们所示，所提出的解决方案有利于优雅的建设，自稳定状态机复制使用有界内存。
2022-09-29 cs.DC
An Optimal Self-Stabilizing Firing Squad
考虑一个完全连接的网络，其中多达$t$进程可能崩溃，并且所有进程都以任意内存状态启动。自稳定射击队问题包括最终保证同时响应外部输入。这是通过要求非崩溃进程在某个正确进程接收到外部“GO”输入时同时“触发”，并且它们仅作为对某个进程接收到这样的输入的响应而触发来建模的。本文介绍了FireAlg，第一个自稳定射击队算法。FireAlg算法在两个方面是最优的：（a）一旦算法处于安全状态，它就像任何其他算法一样快地响应GO输入，以及（b）从任意状态开始，它像任何其他算法一样快地收敛到安全状态。
2009-08-17 cs.DC
Analysis of a Memory-Efficient Self-Stabilizing BFS Spanning Tree
我们目前的结果上的最后一个主题，我们与我们已故的朋友，教授阿霍伊库马尔达塔（1958-2019）合作。在这项工作中，我们揭示了新的光在1997年由Colette Johnen提出的自稳定波算法。该算法在任意连通的有根网络中构造BFS生成树。目前，它仍然是现有的最好的自稳定BFS生成树结构，在内存需求方面，{ \em即}，它只需要每个边缘的$Θ(1)$比特。然而，它已经被证明假设一个弱公平的守护进程。此外，它的稳定时间也是未知的。在这里，我们研究这个算法的稍微修改的版本，仍然保持相同的内存需求。我们证明了这个变种下的分布式不公平守护进程的自稳定性，并显示稳定时间在$O(D.n^2)$轮，其中$D$是网络直径和$n$进程的数量。
2019-07-18 cs.DC
On Underlay-Aware Self-Stabilizing Overlay Networks
我们提出了一种用于覆盖网络的自稳定协议，该协议为由加权树建模的底层构建最小生成树（MST）。两个节点之间的重叠边的权重是它们在树中的最短路径的加权长度。我们严格证明了我们的协议在异步和非FIFO消息传递下正确工作。此外，协议在$\mathcal{O}(N^2)$异步轮之后稳定，其中$N$是覆盖中的节点的数量。
2018-09-07 cs.DC
A self-stabilizing algorithm for maximal matching in link-register model in $O(nΔ^3)$ moves
在匹配问题中，每个节点都有一个指向它的一个邻居或$null$的指针，当每个节点指向一个自己指向它的邻居时（它们被称为已婚），或者指向$null$时，计算最大匹配，在这种情况下，没有邻居也可以指向$null$。本文提出了一种自稳定的分布式算法来计算在读/写原子下的链路寄存器模型中的最大匹配，其复杂性为{ $O(nΔ^3)$ }在对抗分布式守护进程下移动，其中$Δ$是图的最大度。
2017-09-14 cs.DC
A Self-Stabilizing Hashed Patricia Trie
虽然分布式计算中的许多研究已经涵盖了自稳定计算和拓扑结构的解决方案，但对分布式数据结构的自稳定性的研究要少得多。考虑到对等网络中的崩溃对等点，不应理所当然地认为分布式数据结构保持不变。在这项工作中，我们提出了一个自稳定协议的分布式数据结构称为散列帕特里夏Trie（Hashed Patricia Trie，Scheideler WALCOM'11），使有效的前缀搜索一组关键字。该数据结构具有广泛的应用领域，包括字符串匹配问题，同时当嵌入在分布式哈希表之上时提供低开销和高效的操作。特别是，可以在$\mathcal{O}(\log |x|)$哈希表读访问中完成$x$的最长前缀匹配。我们展示了如何以自我稳定的方式保持结构。我们的协议保证在一个合法的状态和总（渐近最优）的$Θ(d)$位，其中$d$是存储所有密钥所需的位数的内存需求低开销。
2018-10-09 cs.DC
Linear-time Self-stabilizing Byzantine Clock Synchronization
时钟同步是分布式系统中一项非常基本的任务。因此，要求底层时钟同步机制具有高度容错性是有意义的。自稳定算法寻求在同步丢失时获得同步;拜占庭算法假设同步永远不会丢失，并专注于包含故障节点永久存在的影响。存在用于时钟同步的高效自稳定解决方案以及对拜占庭故障有弹性的高效解决方案。相比之下，据我们所知，没有实际的解决方案是自我稳定的，同时容忍拜占庭节点的永久存在。提出了第一个线性时间自稳定拜占庭时钟同步算法。我们的确定性时钟同步算法是基于观察，所有的时钟同步算法需要事件交换时钟值和重新同步的时钟在安全范围内。这些事件通常需要在不同的节点上同步发生。在经典的拜占庭算法中，这是通过使时钟最初彼此接近来实现或辅助的，因此实际时钟值可以用于同步事件。这意味着时钟值不能任意不同，这必然使这些解决方案不稳定。我们的方案建议使用一个底层的分布式脉冲同步模块，是不相关的时钟值。
2006-08-25 cs.DC
Self-Stabilizing Distributed Cooperative Reset
自稳定是一种通用的容错方法，其特征在于系统在任何有限数量的瞬时故障之后最终恢复正确行为的能力。在本文中，我们提出了一个自稳定的重置算法工作在匿名网络。该算法以分布式非集中式方式重置网络，即，它是多启动器，因为每个检测到不一致的进程都可以启动重置。它也是协作的，因为它协调并发的重置执行以获得效率。我们的方法是通用的，因为我们的重置算法允许为各种问题和设置构建自稳定的解决方案。作为一个事实，我们表明，它适用于静态和动态规范，因为我们提出了有效的自稳定复位为基础的算法（1-最小）$f，g）-联盟（一般化的支配集问题）在确定的网络和匿名网络的一致性问题。请注意，后两个实例增强了现有技术。事实上，在前一种情况下，我们的解决方案比以前的解决方案更一般;而在后一种情况下，所提出的一致性算法的复杂性优于文献中以前的解决方案。
2019-04-19 cs.DC
Self-stabilizing Algorithm for Maximal Distance-2 Independent Set
在图论中，独立集是节点的子集，其中没有两个相邻的节点。如果独立集之外的节点不能加入，则称该独立集为最大独立集。在网络应用中，极大独立集可以作为adhoc和无线传感器网络的簇头。为了处理网络中的任何故障，文献中已经提出了在不同假设下计算最大独立集的自稳定算法。在本文中，我们提出了一个自稳定算法来计算一个最大的独立集，其中的独立集的节点彼此之间的距离至少为3。我们证明了算法的正确性和收敛性。仿真实验表明，该算法能够在大规模网络中找到数量较少的节点，从而实现对网络的强控制
2021-01-28 cs.DC
Self-stabilizing Byzantine Fault-tolerant Repeated Reliable Broadcast
我们研究了一个著名的通信抽象称为拜占庭可靠广播（BRB）。这种抽象是容错分布式系统的设计和实现的核心，因为许多容错分布式应用程序需要在消息传递上具有可证明保证的通信。我们的研究重点是容错实现的消息传递系统，容易出现进程故障，如崩溃和恶意行为。在PODC 1983年，Bracha和Toueg，简称BT，解决了BRB问题。BT具有最佳的弹性，因为它可以处理t <n/3的拜占庭进程，其中n是进程的数量。目前的工作旨在设计一个更强大的解决方案比BT扩展其故障模型与自稳定，一个有力的概念容错。除了容忍拜占庭和通信故障之外，自稳定系统还可以在任意瞬时故障发生后恢复。这些故障表示违反了系统设计运行所依据的假设（假设算法代码保持完整）。我们建议，据我们所知，第一个自我稳定拜占庭容错（BFT）的解决方案，重复BRB在无签名的消息传递系统（以下BT的问题规范）。我们的贡献包括BT的自稳定变化，解决了异步系统的单实例BRB。我们还考虑了单实例BRB实例的回收问题。我们的无时间系统的自稳定BFT回收促进了预定义数量的BRB调用的并发处理，通过这种方式，可以作为自稳定BFT共识的基础。
2022-10-03 cs.DC
Compact Self-Stabilizing Leader Election for Arbitrary Networks
本文提出了一种适用于任意网络的自稳定的领导选举算法，其空间复杂度为$n$ -节点网络中的$O(\max\{\log Δ, \log \log n\})$位数，最大度为$Δ$。在$n$中，只要$Δ= n^{o(1)}$长，该空间复杂度就是次对数。迄今为止，已知的任意网络的最佳空间复杂度是每个节点的$O(\log n)$位数，而具有亚对数空间复杂度的算法仅适用于环。据我们所知，我们的算法是第一个算法的自稳定领导选举打破$Ω(\log n)$界沉默算法在任意网络。打破这一界限是通过设计一个（非沉默）自稳定算法，使用复杂的工具，如解决距离-2着色问题，在沉默的自稳定方式，空间复杂性$O(\max\{\log Δ, \log \log n\})$位每个节点。解决后一个着色问题允许我们实现生成树的亚对数编码-存储邻居的ID需要每个节点的$Ω(\log n)$位，而我们使用每个节点的$O(\max\{\log Δ, \log \log n\})$位编码生成树。此外，我们将展示如何构建这种compensated生成树，而不依赖于变量编码的距离或节点数，因为这两种类型的变量也需要每个节点的$Ω(\log n)$位。
2017-02-24 cs.DC
Reliable Self-Stabilizing Communication for Quasi Rendezvous
本文提出了三个基本的公平和可靠的链路通信原语的自稳定协议。我们假设一个链接寄存器通信模型下的读/写原子，其中每个进程可以读取，但不能写入其邻居的寄存器。第一个原语保证任何进程只有在其所有邻居都读取了前一个值之后才在其寄存器中写入新值，无论进程的动作的初始调度如何。第二个原语通过使用交替位协议实现了“弱会合”通信机制：每当一个进程连续将n个值（可能是相同的值）写入寄存器时，每个邻居都保证从寄存器中读取每个值至少一次。在前一个协议的基础上，第三个原语实现了一个“准会合”：换句话说，这个原语进一步确保了两个写操作之间只存在一个读操作所有协议都是自稳定的，并且在异步任意网络中运行。本文的目标是通过一个单独的过程来处理每个原语，这可以在更复杂的自稳定协议中用作“黑盒”。
2010-05-31 cs.DC
Self-stabilizing Multivalued Consensus in Asynchronous Crash-prone Systems
多值一致性问题是容错分布式计算领域的基础，因为它抽象了一组非常广泛的一致性问题，其中进程必须统一决定V中的特定值v，其中|V| >1。现有的解决方案（容忍过程故障）将多值共识问题减少到二元共识问题，例如，莫斯特法维-雷纳-特罗内尔和张晨我们的研究旨在设计一种更可靠的解决方案。我们是通过自我稳定的视角来这样做的-这是一个非常强的容错概念。除了节点和通信故障之外，自稳定算法可以在任意瞬时故障发生后恢复;这些故障表示任何违反系统设计操作所依据的假设的行为（只要算法代码保持完整）。这项工作提出了第一个（据我们所知）自稳定算法的多值共识异步消息传递系统容易出现进程故障和任意瞬态故障。我们的解决方案也是第一个（据我们所知）支持等待自由的解决方案。此外，使用piggybacking技术，我们的解决方案可以同时调用n个二进制共识对象。因此，所提出的自稳定无等待解决方案可以使用比Mostefaoui，Raynal和Tronel的早期非自稳定解决方案更少的资源来终止，该解决方案使用无限数量的二进制共识对象，或者Zhang和Chen，这不是无等待的。
2021-04-07 cs.DC
Auto-Stabilisation et Confinement de Fautes Malicieuses : Optimalité du Protocole min+1
一个自稳定是自然恢复瞬变故障（即，故障的有限持续时间）。最近，出现了一类新的协议。这些协议是自稳定的，而且对有限数量的永久性故障有弹性。在这篇文章中，我们感兴趣的自稳定协议，容忍非常硬的永久故障：拜占庭故障。介绍了两种新的自稳定系统拜占庭包容方案。我们发现，对于BFS生成树的建设问题，众所周知的自稳定协议min+1提供了没有显着修改的最佳拜占庭遏制这些新的计划。
2011-04-20 cs.DC
Communication Efficient Self-Stabilizing Leader Election (Full Version)
本文提出了一种随机自稳定算法，该算法在一般的$n$ -节点无向图中选出一个领导者$r$，并构造一棵以$r$为根的生成树$T$.该算法在同步消息传递网络模型下工作，假设节点知道$n$上的线性上界，并且每个边缘具有对其两个端点都已知的唯一ID（或者，替代地，假设$KT_{1}$模型）。该算法的亮点是其优越的通信效率：它保证发送的总$\tilde{O} (n)$消息，每个恒定的大小，直到稳定，而稳定在$\tilde{O} (n)$轮，在预期和高概率。在稳定之后，该算法每轮发送最多一个恒定大小的消息，同时仅在$T$的（$n - 1$）边缘上通信。在所有这些方面，新算法的通信开销远远小于现有的（大多是确定性的）自稳定的领导者选举算法。该算法是相对简单的，主要依赖于已知的模块，是常见的无故障的领导人选举文学，这些模块被增强了各种微妙的方式，以组装成一个通信有效的自稳定算法。
2020-08-12 cs.DC
Extending Lattice linearity for Self-Stabilizing Algorithms
在这篇文章中，我们专注于将格线性的概念扩展到自稳定程序。格线性允许节点使用关于其他节点状态的旧信息执行其操作，并且仍然保持正确性。它通过消除节点之间的同步需求来增加程序执行的并发性。的扩展-表示为最终格线性算法-进行与服务需求为基础的最小支配集（SDDS）问题，这是一个概括的支配集问题的一个例子，它收敛于$2n$移动。随后，我们还表明，同样的方法可以用于其他各种问题，包括最小顶点覆盖，最大独立集和图着色。
2021-10-18 cs.DC
Deterministic Self-Stabilizing BFS Construction in Constant Space
本文提出一种仅用每节点O(1)比特内存的自稳定同步算法，在无需全局网络参数的情况下构建BFS生成树，并通过常数空间令牌分发机制消除环路和纠正偏差，解决了半均匀网络中常数内存构建生成树的长期难题。
2026-10-01 cs.DC
A Thin Self-Stabilizing Asynchronous Unison Algorithm with Applications to Fault Tolerant Biological Networks
由Emek和Wattenhofer（PODC 2013）引入的\emph{stone age (SA)}模型为分布在随机有限状态机上的网络算法提供了抽象。该模型旨在模拟细胞网络中生物过程的动态，假设一个弱通信方案，该方案建立在节点以异步方式感知其附近的能力之上。最近的工作表明，SA模型的计算和通信能力弱，足以有效地解决分布式计算中的一些核心任务，但他们这样做的假设下（有点不太现实）的无故障计算。在本文中，我们开始研究的\emph{self-stabilizing} SA算法，保证从任何组合的瞬态故障恢复。具体而言，我们开发了高效的自稳定SA算法的\emph{leader election}和\emph{maximal independent set}任务有界直径图受到异步调度。这些算法依赖于一种新的高效的自稳定\emph{asynchronous unison (AU)}算法，该算法在其状态空间方面是“瘦”的：AU算法所使用的状态数在图的直径范围内是线性的，与节点数无关。
2021-05-18 cs.DC
Randomization Adaptive Self-Stabilization
我们提出了一个计划，将自稳定算法，使用随机化收敛过程中和收敛后的自稳定算法，仅在收敛过程中使用随机化。因此，我们减少了随机位的数量从一个无限的数量到一个有界的数量。该方案适用于每个节点存在局部谓词的情况，使得局部谓词的并集隐含全局一致性。我们证明了我们的计划在令牌循环算法的赫尔曼和最近的常数时间拜占庭自稳定时钟同步算法的Ben-Or，Dolev和Hoch。我们的计划的应用结果在第一个恒定的时间拜占庭自稳定的时钟同步算法，使用有限数量的随机位。
2008-10-24 cs.DC
Polynomial self-stabilizing algorithm and proof for a 2/3-approximation of a maximum matching
我们提出了第一个多项式自稳定算法找到一个$\frac23$ -近似的最大匹配在一般的图。之前最著名的算法由Manne \emph{et al.} \cite{ManneMPT11}提出，并且在分布式对抗守护进程\cite{Coor}下具有次指数时间复杂度。我们的新算法是Manne \emph{et al.}算法的一个适应，并在相同的守护进程下工作，但在$O(n^3)$移动的时间复杂度。此外，我们的算法只需要比前一个多一个布尔变量，因此在Manne \emph{et al.}算法中，它只需要恒定量的内存空间（每个节点三个标识符和$two$布尔值）。
2016-11-18 cs.DC
Self-Stabilizing Periodic Mutual-exclusive Propagation in Sparse Networks
消息传播是在稀疏连接的通信网络上构建分布式系统的基础。为了提供简单的消息传播原语，用一个简化的离散系统模型研究了一位消息的互斥传播（MEP）。受自然传播系统的启发，利用MEP系统提出了有效的自稳定周期MEP过程。为了处理最坏的情况下，MEP系统通常分析与任意连接的网络上的正式证明。结果表明，MEP系统可以在很短的有界时间内以任意的系统初始状态稳定。同时，数值模拟表明，如果消息的延迟是随机分布的，可以显着降低传播误差。传播模式进行了讨论，进一步得出更精细的MEP系统中的传播结果。结果表明，MEP系统能够很好地处理有界时钟漂移和一些良性故障。MEP原语机制简单，可作为上层自稳定同步系统的实用构件。
2022-03-07 cs.DC
The R(1)W(1) Communication Model for Self-Stabilizing Distributed Algorithms
本文提出R(1)W(1)通信执行模型，在该模型下设计了三类图问题的自稳定分布式算法，并给出可在同步消息传递模型中模拟该模型算法的转换器。
2025-10-06 cs.DC
Self-stabilizing Byzantine-tolerant Recycling
研究在拜占庭进程存在下的对象回收挑战，提出一种自稳定拜占庭容错的异步对象回收机制，基于新的同步多值共识算法和现有技术组合，实现对象在任务结束后的安全重用。
2023-07-27 cs.DC
Self-stabilizing Numerical Iterative Computation
传感器网络中的许多挑战性任务，包括传感器校准、节点排序、监测、事件区域检测、协同过滤、协同信号处理、{ \em等}，可以用公式表示为求解线性方程组的问题。最近的几项工作提出了不同的分布式算法来解决这些问题，通常使用线性迭代数值方法。在这项工作中，我们扩展了上述方法的设置，通过添加另一个维度的问题。具体来说，我们感兴趣的{ \em自稳定}算法，连续运行，并收敛到任何初始状态的解决方案。由于网络的动态特性和测量环境的频繁变化，这方面的问题非常重要。在本文中，我们链接在一起的算法从两个不同的领域。一方面，我们使用丰富的线性代数文献的线性迭代法求解线性方程组，这是自然分布的快速收敛性能。另一方面，我们对自稳定算法感兴趣，其中计算的输入不断变化，我们希望算法从任何初始状态收敛。我们提出了一个简单的新方法称为\syncAlg作为自稳定的线性迭代法的变种。我们证明了在温和的条件下，自稳定算法收敛到一个理想的结果。我们进一步扩展这些结果来处理异步的情况。作为一个案例研究，我们讨论了传感器校准问题，并提供仿真结果来支持我们的方法的适用性。
2008-11-19 cs.DC
Self-Stabilizing Indulgent Zero-degrading Binary Consensus
Guerraoui为二元共识问题提出了一个宽容的解决方案。也就是说，他证明了故障检测器的任意行为永远不会违反安全要求，即使它损害了活性。共识实现经常以重复的方式使用。Dutta和Guerraoui提出了一种零降级的解决方案，\ie在故障检测器表现完美的系统运行期间，一个共识实例期间的节点故障对未来实例的性能没有影响。我们的研究，重点是放纵零退化的二进制共识，旨在设计一个更强大的通信抽象。我们通过自我稳定的镜头这样做-一个非常强大的容错概念。除了节点和通信故障之外，自稳定算法可以在任意瞬时故障发生后恢复;这些故障表示违反系统设计操作所依据的假设（只要算法代码保持完整）。这项工作提出了第一个，据我们所知，自我稳定算法放纵零退化二进制共识的时间自由的消息传递系统容易检测到的过程故障。所提出的算法具有O（1）的稳定时间（异步周期）从任意瞬态故障。由于所提出的解决方案使用Ω故障检测器，我们还提出了第一个，据我们所知，自稳定异步Ω故障检测器，这是一个变化的Mostéfaoui，Risugaya，和Raynal。
2020-10-12 cs.DC
Self-Stabilizing Wavelets and r-Hops Coordination
我们介绍一个简单的工具，称为小波（或r-小波）计划。Wavelet处理进程之间的协调，这些进程之间的距离最多为r跳。我们提出了一个自稳定的解决方案，该计划。我们的解决方案不需要底层结构，并且可以在任意匿名网络中工作，即，不需要进程标识符。此外，我们的解决方案可以在任何（甚至是不公平的）守护进程下工作。接下来，我们使用小波方案来设计自稳定层时钟。我们表明，他们提供了一个有效的装置在设计的局部协调问题在距离r，即，r-屏障同步和r-本地资源分配（LRA），例如r-本地互斥（LME）、r-组互斥（GME）和r-读取器/写入器。r-LRA问题的一些解决方案（例如，r-LME）还提供Transformers以将假定任何r-中心守护进程编写的算法转换为与任何分布式守护进程一起工作的算法。
2007-06-27 cs.DC
Peaceable Self-Stabilizing Byzantine Pulse Synchronization
为了在有界时延消息传递网络上实现快速有效的自稳定拜占庭脉冲同步（SSBPS），考虑了稳定系统中资源占用尽可能稀疏且系统稳定尽可能快的和平SSBPS问题.为解决这一问题，在一般框架下研究了解耦吸收过程和紧急过程。在综合时间跟踪、近似协议、确定性和随机性拜占庭协议以及自稳定协议优点的基础上，提出了一种常数时间两阶段吸收过程和一种以上的紧急过程.这样，不仅SSBPS，而且自稳定拜占庭时钟同步可以快速建立和有效维护。在最优弹性基本解中，确定性线性稳定时间和稳定资源占用都被优化到底层原语的那些，这在经典静态攻击下存在拜占庭故障时是最优的。在混合解决方案中，可以预期更快的稳定与最坏情况下的确定性稳定时间。在所有解决方案中，稳定的资源占用最多处于近似一致的量级，这在考虑真实世界的超高可靠性硬实时应用中是良好的性质，其中期望在所有上层功能之前建立脉冲同步，并且当上层功能处于服务中时有效地维持脉冲同步。
2022-03-18 cs.DC
Expected Constant Time Self-stabilizing Byzantine Pulse Resynchronization
将快速数字时钟同步推广到有界延迟模型，研究了期望的恒定时间拜占庭脉冲同步问题。在这个问题中，系统的同步状态不仅应该确定性地保持，但在拜占庭故障的存在下，从任意状态达到预期的恒定时间。引入了问题的直观几何表示，将经典近似一致性、随机拜占庭一致性和随机游动与一些几何运算结合起来.还为实际应用提供了有效的实现。与现有方案相比，该方案不需要规则地产生公共脉冲，消息复杂度降低为近似一致，且期望稳定时间最优。由此，所提供的解决方案可以有效地将不规则生成的公共脉冲转换为自稳定拜占庭脉冲同步。
2022-03-26 cs.DC
Self-Stabilizing Repeated Balls-into-Bins
我们研究了以下同步过程，我们称之为“重复的球入箱”。该过程通过以任意方式将$n$球分配给$n$仓来开始。在随后的每一轮中，根据某种固定策略（随机、FIFO等）从每个非空箱子中选择一个球，并随机地均匀地重新分配给$n$箱子中的一个。如果配置的最大负载为$\mathcal{O}(\log n)$，则将其定义为“合法”配置。我们证明了，从任何配置，该过程将收敛到一个合法的配置在线性时间，然后它只会采取合法的配置在一段时间内的长度所界定的任何多项式在$n$，以高概率（w.h.p.）。这意味着该过程是自稳定的，并且每个球在$\mathcal{O}(n \log^2 n)$轮中遍历所有仓，w.h.p.
2016-05-24 cs.DC
Self-stabilizing algorithms for Connected Vertex Cover and Clique decomposition problems
在许多无线网络中，既没有固定的物理主干，也没有集中的网络管理。这种网络的节点必须自组织，以维持用于路由消息的虚拟骨干。此外，网络的任何节点都可以是恶意攻击的先验来源。因此，一方面主干网必须是容错的，另一方面它可以是有用的，以监测所有的网络通信，以确定攻击尽快。我们感兴趣的最小\emph{Connected Vertex Cover}问题，一个推广的经典最小顶点覆盖问题，它允许获得一个连接的骨干。最近，Delbot等人~ \cite{DelbotLP13}提出了一种新的集中式算法，具有恒定的近似比$2$。在本文中，我们提出了一个分布式和自稳定版本的算法具有相同的近似保证。据作者所知，这是第一个分布式和容错算法，这个问题。所考虑的问题的解决方法是基于一个连接的最小团分区的建设。因此，我们还设计了第一个分布式自稳定算法，这是独立的利益。
2014-08-09 cs.DC
Silent Self-Stabilizing Ranking: Time Optimal and Space Efficient
针对分布式计算群体协议模型，提出静默自稳定排序协议，实现时间渐近最优（O(n²log n)次交互）且空间高效（n+O(log²n)个状态），较现有协议指数级减少开销状态，同时兼具领导者选举功能。
2025-04-14 cs.DC
Mariages et Trahisons
根据定义，自稳定协议可以容忍瞬时故障（有限持续时间的故障）。最近，一类新的自稳定协议，能够容忍给定数量的永久性故障。在本文中，我们专注于自稳定协议能够容忍拜占庭故障，即故障，介绍了一个任意的行为。我们专注于严格稳定，其中系统必须包含拜占庭故障的影响。具体地说，我们研究了在一个任意数目的进程都可能成为拜占庭进程的网络中，以自稳定的方式构造一个最大匹配的可能性。
2012-04-20 cs.DC
Applications and Implications of a General Framework for Self-Stabilizing Overlay Networks
从数据中心到物联网设备再到基于互联网的应用，覆盖网络已成为现代计算的重要组成部分。这些覆盖网络中的许多在脆弱的环境中操作，其中过程容易受到可能扰乱节点的状态和网络拓扑的故障的影响。已经提出了自稳定覆盖网络作为管理这些故障的一种方式，承诺从任何初始配置或在任何瞬时故障发生后建立或恢复特定的拓扑结构。到目前为止，已经有几个自稳定协议设计的覆盖网络。然而，这些协议要么专注于单个特定拓扑，要么为一般的覆盖网络集提供非常低效的解决方案。在本文中，我们分析了现有的算法，并表明它可以作为一个通用的框架，建立许多其他自稳定的覆盖网络。我们对时间和空间复杂度的分析依赖于目标拓扑本身的几个属性，从而深入了解拓扑选择如何影响收敛的复杂性。然后，我们通过分析几个现有的拓扑结构的复杂性，展示了这个框架的应用。接下来，使用从我们的分析中获得的见解，我们提出了一个新的拓扑结构，旨在提供有效的性能与一般框架的收敛过程中。我们的过程演示了我们的分析的影响如何帮助隔离感兴趣的因素，让网络设计师选择一个合适的拓扑结构的问题的要求。
2021-09-29 cs.DC
A Self-stabilizing Control Plane for the Edge and Fog Ecosystems
雾计算现在正在成为弥合传感设备之间的计算和连接差距的主导范例（也称为“事物”）和延迟敏感服务。然而，随着雾部署通过在高度动态和易失性的网络结构上积累大量互连的设备来扩展，现在比以往任何时候都更需要在出现故障时进行自我配置和自我修复。使用自稳定的流行方法，我们提出了一个分布式控制平面的容错框架，使雾服务，以应付和恢复一个非常广泛的故障模型。具体来说，我们的模型考虑了网络的不确定性，数据包丢失，节点故障停止故障，以及违反系统设计操作的假设，如系统状态的任意损坏。我们的自稳定算法保证在恒定数量的通信回合内自动恢复，而无需外部（人为）干预。为了展示该框架的有效性，所提出的自稳定算法过程的正确性证明伴随着一个全面的评估，该评估具有开放和可重复的测试平台，利用来自智能交通领域的真实数据。结果表明，我们的框架确保了雾生态系统在恒定时间内从故障中恢复，分析计算正确，而系统控制平面的开销则与物联网负载呈线性关系。
2020-11-04 cs.DC
