Intercloud: Eventual Consistency for Decentralised Economies via Chilling-Effect Consensus
IENYC（纽约独立教育学院）
提出Intercloud去中心化经济网络，利用观察哈希的Watcher群和寒蝉效应共识机制，在无需全局共识下保证安全性和终止性，并证明其双花预防、最终性冲突条件及经济模型合理性。
2026-04-21 cs.CR cs.DC cs.GT
Towards Improving the Performance of BFT Consensus For Future Permissioned Blockchains
许可型区块链越来越多地在企业用例中被考虑，其中许多不需要地理分布，甚至由于立法而不允许。示例包括全国范围的网络，如Alastria，或使用基于云的平台（如IBM Blockchain Platform）部署的网络。我们预计这些区块链最终将在高带宽和低延迟的现代网络环境中运行，以及服务器中的高级可编程硬件加速器。尽管人们对BFT共识算法重新产生了兴趣，提出了各种针对许可区块链的建议，但相关工作并没有针对快速网络进行优化，也没有纳入硬件加速器-我们认为这样做从长远来看会有回报。为此，我们重新实现了开创性的PBFT算法的方式，使我们能够测量不同的配置的协议。通过这一点，我们探讨了各种常见的优化策略的好处，并表明该协议不太可能饱和超过10 Gbps的网络，而不依赖于专门的基于硬件的卸载。我们讨论了在高速网络环境中降低许可区块链中共识成本的两种具体方法，即卸载到智能物联网和在独立FPGA上实现协议。
2020-07-24 cs.DC
Adelie: Detection and prevention of Byzantine behaviour in DAG-based consensus protocols
本文提出Adelie协议，通过解决未认证DAG引入的新型拜占庭攻击向量并结合Shoal++技术降低延迟，其实现bftd在最大TPS和低延迟上取得突破。
2024-08-25 cs.CR cs.DC
From Byzantine Replication to Blockchain: Consensus is only the Beginning
区块链的普及导致人们对拜占庭容错（BFT）状态机复制协议的兴趣重新抬头。然而，关于这个主题的大部分工作都集中在底层共识协议上，强调它们缺乏可扩展性，而其他微妙的限制则没有得到解决。这些限制与维护持久区块链而不是预写日志的影响以及以分散方式重新配置副本集的要求有关。我们使用数字硬币区块链应用程序和BFT-SMaRt（一种流行的BFT复制库）来证明这些限制。我们展示了如何在概念层面上以协议不可知的方式解决这些问题，以及如何通过实现基于BFT-SMaRt的区块链平台SMaRtChain来解决这些问题。与BFT-SMaRt之上的简单实现相比，SMaRtChain将我们的数字硬币应用程序的性能提高了8倍。此外，SMaRtChain在确保其区块链的强大耐用性时，分别实现了比Tendermint和Hyperledger Fabric更好的吞吐量$8\times$和$33\times$。
2020-04-30 cs.CR cs.DC
Sharding Distributed Databases: A Critical Review
本文综述分布式复制系统中的分片技术，分析共识消息复杂度导致的可扩展性与性能瓶颈，并比较经典数据库与DLT实现。
2024-04-10 cs.DC
ExClique: An Express Consensus Algorithm for High-Speed Transaction Process in Blockchains
针对 Clique 共识因全区块通信延迟和轮外区块导致交易速度受限的问题，提出 ExClique 算法，通过压缩广播区块和禁止轮外区块，在 21 和 101 节点网络中分别提升 TPS 2.25 倍和 7.01 倍。
2025-01-25 cs.DC
Bolt-Dumbo Transformer: Asynchronous Consensus As Fast As the Pipelined BFT
在互联网上部署BFT共识是实现区块链服务的迫切需求。确定性（部分）同步协议在良好的网络条件下可以是简单和快速的，但是当同步假设失败时会受到拒绝服务。相反，异步协议对对抗性网络来说是健壮的，但由于固有的随机性，它要复杂得多，速度也更慢。面对这些问题，人们提出了乐观异步原子广播（Kursawe-Shoup，2002年; Ramasamy-Cachin，2005年）来改善缓慢异步共识的正常情况性能。如果网络条件保持良好，它们运行确定性的快速通道，如果快速通道失败，它们可以通过速度同步机制回退到完全异步的协议。不幸的是，现有的步伐同步直接使用异步多值验证拜占庭协议（MPERT）的沉重工具。我们提出了Bolt-Dumbo Transformer（BDT），一个实用的乐观异步原子广播的通用框架。在BDT的核心，我们提出了一个新的快速通道抽象，简单而快速，同时准备诚实的各方优雅地面对由恶意领导者或不良网络造成的潜在快速通道故障。这使得高效的步调同步能够处理回退。由此产生的设计减少了一个繁琐的MSTK的概念上最简单的二元协议的一个变种。除了详细的安全性分析，我们还给出了我们的框架的具体实例，并实现它们。大量的实验表明，BDT可以享受确定性协议（例如2链版本的HotStuff）的低延迟和最先进的异步协议的鲁棒性在实践中。
2022-08-31 cs.CR cs.DC
Exposing A Customizable, Decentralized Cryptoeconomy as a Data Type
该协议是模块化的，可以定制多个协议属性，包括实现的共识属性、区块链类型、使用的根和虚拟机操作码等。这些模块使实施方能够以最小的努力控制其经济行为，并且不会牺牲参与者的加密经济质量。这项工作还展示了通过使用各种程序设计语言抽象所有技术细节（除了基于CRUD的基本操作）来简化开发人员体验。我们展示了所采取的机制设计方法，并正式确定了大规模部署区块链经济体的过程。所示的框架包括用于模拟、开发、部署、维护和基于分析的决策的适当工具。最后，我们介绍了一种表达性的程序设计语言，用于创建由实现开发人员设计的加密经济并与之交互。
2018-12-19 cs.CR cs.DC cs.GT
Asymmetric Distributed Trust
本文提出非对称拜占庭仲裁系统以建模主观信任，使各进程可独立选择信任集合，并基于该模型设计了共享内存、广播和共识协议，推广了传统单一全局信任假设的拜占庭仲裁系统。
2024-05-02 cs.CR cs.DC
Randomization and quantization for average consensus
École polytechnique（巴黎综合理工学院）
本文提出一种随机算法用于计算具有有向时变通信拓扑的网络中的平均值，通过利用指数随机变量的性质，实现线性时间收敛，并通过量化规则和终止测试提升效率。
2018-04-29 cs.DC cs.SY eess.SY
Multi-Shot Distributed Transaction Commit (Extended Version)
原子提交问题（Atomic Commit Problem，ACP）是一个类似于共识的单次协议问题，旨在对易出错的分布式系统中的事务提交协议的属性进行建模。我们认为，ACP是过于限制捕捉现代事务性数据存储的复杂性，其中提交协议集成了并发控制，它们的执行不同的事务是相互依赖的。作为一种替代方案，我们引入了事务认证服务（TCS），一个新的正式的问题，捕获安全保证的多拍事务提交协议与集成的并发控制。TCS由一个认证函数参数化，该函数可以实例化以支持常见的隔离级别，例如可串行化和快照隔离。然后，我们推导出一个可证明正确的崩溃弹性协议，通过连续细化实现TCS。我们的协议实现了更好的时间复杂度比主流的方法，层两阶段提交的Paxos风格的复制。
2019-03-12 cs.DC
BigBFT: A Multileader Byzantine Fault Tolerance Protocol for High Throughput
本文描述了BigBFT，一种多领导者拜占庭容错协议，可在区块链系统中实现高吞吐量和可扩展的共识。BigBFT通过以下方式实现这一点：（1）使每个节点成为可以并行提议和排序块的领导者，（2）在轮内捎带投票，（3）跨轮流水线块，以及（4）在常见情况下仅使用两个通信步骤来排序块。BigBFT在$n$请求上的分摊通信成本为$O(n)$。我们评估BigBFT的性能分析，使用背面的信封负载公式来构建成本分析，并通过在我们的PaxiBFT框架中实现它的经验。我们的评估比较了BigBFT与PBFT，Tendermint，Streamlet和Hotstuff在各种工作负载下使用4到20个节点的部署。我们的研究结果表明，BigBFT优于PBFT，Tendermint，Streamlet和Hotstuff协议，无论是在延迟方面（高达$70\%$）还是在吞吐量方面（高达$190\%$）。
2021-10-12 cs.DC
Cob: a Leaderless Protocol for Parallel Byzantine Agreement in Incomplete Networks
在本文中，我们扩展了\emph{Multidimensional Byzantine Agreement (MBA) Protocol}，一个{leaderless}拜占庭协议的列表中的任意值，到一个协议适用于广泛的八卦网络：\emph{Cob}。这种泛化允许共识过程由提供有（非同步）相同速度时钟的节点的不完整网络运行。并不是所有的节点在每一步都是活跃的，所以网络的大小不会影响效率，只要八卦广播在合理的时间内将消息传递到每个节点。这些网络假设更接近现实生活中的通信渠道，因此Cob协议可能适用于各种实际问题，例如实现分片的区块链平台。Cob具有与MBA协议相同的类似伯努利的分布，该分布对步骤的数量进行了上限。我们证明了它的正确性和安全性假设在网络中的绝大多数诚实的节点，并比较其性能与Algorand。
2022-02-10 cs.CR cs.DC
Enhancing Trust and Privacy in Distributed Networks: A Comprehensive Survey on Blockchain-based Federated Learning
Hithink RoyalFlush Information Network Co. Ltd.（同花顺信息网络有限公司）；Kyushu University（九州大学）；Baidu Inc.（百度公司）；Unicom Digital Tech.（联通数字科技有限公司）；Boston Consulting Group（波士顿咨询公司）
本文系统综述了基于区块链的联邦学习（BCFL），提出其分类法和一般架构，并分析其在医疗、物联网等隐私敏感领域的应用及未来研究方向。
2024-03-28 cs.AI cs.CR cs.DC
Multiagent Transition Systems for Composing Fault-Resilient Protocol Stacks
本文提出了一个新的数学框架，用于描述和分析故障恢复分布式协议及其实现，包括以下几个部分：1。转换系统允许对具有安全性和活性故障的计算及其故障恢复进行规范和分析。2.过渡系统及其组成之间的安全、活性和完整实现的概念，通过这些概念，协议栈作为一个整体的正确性（安全性和活性）和完整性取决于每个协议正确和完整地实现了堆栈中位于其上的协议。3.应用与分布式计算系统的历史相关的单调性的概念，以简化分布式计算系统之间的实现的规范和正确性的证明。4.多代理过渡系统，进一步特点是集中/分布式和同步/异步;安全性和活性故障恢复的实现，其中和他们的组成。该框架被用于规范基层排序共识协议栈，基层传播协议及其基层社交网络和主权加密货币的实现，以及高效的拜占庭原子广播协议作为初始应用。
2023-02-20 cs.DC cs.FL cs.MA
Fast and Secure Decentralized Optimistic Rollups Using Setchain
本文提出基于 Setchain 的去中心化 L2 乐观 Rollup，通过结合排序器与 DAC 的去中心化“arranger”实现正确性与可扩展性，并引入激励系统与欺诈证明机制保障协议执行。
2024-06-04 cs.CR cs.DC cs.LO
