Time-Free and Timer-Based Assumptions Can Be Combined to Solve Authenticated Byzantine Consensus
为了规避FLP不可能的结果，在一个确定性的方式已经提出了几个协议的异步分布式系统上丰富的额外的假设。在拜占庭故障的系统中，最多t个进程可能表现出拜占庭行为，两种方法已经被研究来解决共识问题。第一种方法，依赖于同步的添加，称为基于定时器的，但第二种方法是基于交换的消息的模式，称为无时间。本文表明，这两种类型的假设不是对立的，可以结合起来解决认证拜占庭共识。该组合假设考虑了被称为2 t-BW的正确进程pi和2 t个进程的集合X，使得最终对于由X的正确进程pj广播的每个查询，pj从对该查询的（n-t）个第一响应中的pi 2X接收响应，或者连接pi和pj的两个链路都是及时的。在此基础上，提出了一个简单的混合认证拜占庭共识协议，受益于最好的两个世界。虽然许多混合协议已被设计的共识问题的崩溃模型，这是，据我们所知，第一个混合确定性解决方案的拜占庭共识问题。
2015-01-31 cs.DC
Efficient Synchronous Byzantine Consensus
我们提出了新的协议，拜占庭状态机复制和拜占庭协议的同步和认证设置。著名的PBFT状态机复制协议容忍$f$拜占庭故障在异步设置使用$3f+1$副本，并已被研究或部署了许多作品。在这项工作中，我们提高了拜占庭容错阈值$n=2f+1$通过利用一个宽松的同步假设。我们提出了一个同步状态机复制协议，在常见的情况下，每3轮提交一个决定。关键的挑战是要确保仲裁交集在一个诚实的副本。我们的解决方案是依赖于同步假设来形成大小为$2f+1$的提交后仲裁，该仲裁在$f+1$副本处与任何大小为$f+1$的提交前仲裁相交。我们的协议也解决了同步认证拜占庭协议在预期的8轮。之前的最佳解决方案（Katz和Koo，2006）需要预期的24轮。我们的协议可以应用于构建拜占庭容错系统或改进加密协议，如加密货币时，可以假设同步。
2017-09-12 cs.CR cs.DC
Juggernaut: Efficient Crypto-Agnostic Byzantine Agreement
研究密码学无关拜占庭协议，提出编译器将认证与信息论设置下的协议转换为在密码学被攻破时仍具回退安全性的协议，改进了比特复杂度并保持认证设置下的效率。
2024-10-15 cs.CR cs.DC
Byzantine Agreement, Broadcast and State Machine Replication with Near-optimal Good-case Latency
本文研究了同步认证环境下拜占庭协议、广播和状态机复制的\textit{good-case latency}问题。好情况延迟度量捕获当所有非故障方具有相同输入时（或在BB/SMR中，当发送者/领导者没有故障时）达成协议所需的时间。前面的结果意味着一个下限，表明任何拜占庭协议或广播协议容忍超过$n/3$故障必须有一个良好的情况下至少$Δ$的延迟，其中$Δ$是假设的最大消息延迟边界。我们的第一个结果是我们称之为$1Δ$的一系列协议，它们具有接近最优的良好情况延迟。我们提出了一个协议$1Δ$-BA，解决了拜占庭协议的同步和认证设置与接近最佳的好的情况下的延迟$Δ+2δ$和最佳的弹性$f<n/2$，其中$δ$是实际的（未知的）延迟界。然后，我们扩展我们的协议，并提出了$1Δ$-BB和$1Δ$-SMR拜占庭容错广播和状态机复制，分别在相同的设置和相同的好情况下的延迟$Δ+2δ$和$f<n/2$容错。我们的$1Δ$-SMR上限改善了当前最佳解决方案Sync HotStuff（每个命令获得$2Δ$的良好情况延迟）与$Δ$的良好情况延迟下限之间的差距。最后，我们调查较弱的同步设置的概念，并说明如何通过这些模型的$1Δ$方法。
2020-12-19 cs.CR cs.DC
Good-case Latency of Byzantine Broadcast: A Complete Categorization
本文探讨了拜占庭容错广播的好情况下的延迟问题，受到现实世界的延迟和实际状态机复制协议的性能。良好情况延迟测量当指定的广播器无故障时所有无故障方提交所花费的时间。我们提供了一个完整的表征紧边界上的好情况下的延迟，在认证设置下同步，部分同步和同步。我们的一些新结果可能令人惊讶，例如，2-当且仅当$n\geq 5f-1$，并且在同步下的$n/3<f<n/2$下的良好情况等待时间的严格界限不是延迟界限的整数倍时，循环PBFT式部分同步拜占庭广播是可能的。
2022-03-10 cs.CR cs.DC
Resilient Byzantine Agreement with Predictions
TU Berlin（柏林技术大学）；Weizenbaum Institute（魏泽恩堡研究所）；HU Berlin（柏林洪堡大学）
本文研究了在有预测器辅助下解决拜占庭共识问题，通过算法容错性和预测器准确度的权衡分析，提出在非认证和认证设置下容忍不同数量故障节点的算法及不可能性结果。
2026-05-19 cs.AI cs.DC
Synchronous Byzantine Lattice Agreement in ${\cal O}(\log (f))$ Rounds
在最初由Attiya等人\cite{Attiya:1995}提出的格一致性（LA）问题中，一组过程必须决定格的链。更准确地说，每个正确的过程提出了一个特定的联合半格$L$的元素$e$，它必须决定一个包含$e$的值。此外，任何一对正确的过程$p_i,p_j$必须决定两个可比较的值$dec_i$和$dec_j$（例如，$dec_i \leq dec_j$或$dec_j < dec_i$）。LA已被研究的实际应用，作为例子，它可以用来实现一个快照对象\cite{Attiya:1995}或复制状态机与交换操作\cite{Faleiro:2012}。有趣的是，对拜占庭格协议的研究最近才开始，并且主要致力于异步系统。同步情况是最近预印\cite{Zheng:aa}的对象，其中Zheng等人提出了一种终止于${\cal O}(\sqrt f)$轮并容忍$f < \lceil n/3 \rceil$拜占庭进程的算法。在本文中，我们提出了新的贡献同步的情况下。我们调查的问题，在通常的消息传递模型系统的$n$进程具有不同的唯一ID。我们首先证明，当只有认证的渠道是可用的，如果$f=n/3$或更多的进程是拜占庭的问题无法解决。然后，我们提出了一种新的算法，该算法在具有签名的同步系统模型中工作（即，{ \em认证消息}模型）容忍高达$f$拜占庭式故障（其中$f<n/3$），并且在${\cal O}(\lo…
2020-01-13 cs.DC
Fast TetraBFT: Optimizing Latency Where It Matters
IMDEA Software Institute（IMDEA软件研究所）；Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；Informal Systems；University of Surrey（萨里大学）
本文提出 Fast TetraBFT，通过为现有 TetraBFT 协议添加简单快速路径包装器，在保持有界空间需求和低通信复杂度的同时，将良好情况延迟从 5 个消息延迟降低到最优的 3 个消息延迟。
2026-10-16 cs.DC
Practical Byzantine Reliable Broadcast on Partially Connected Networks (Extended version)
本文针对部分连接网络中的拜占庭可靠广播问题，提出结合分层与跨层优化来改进 Bracha 和 Dolev 协议组合，仿真显示可显著降低信息传输量和延迟。
2024-02-26 cs.DC cs.DS cs.NI
Brief Announcement: Fair Binding for Hidden-State Authorization in Byzantine SMR
Centre for Development of Advanced Computing（高级计算发展中心）
针对拜占庭SMR中隐藏状态授权问题，提出公平预留/使用协议，满足授权安全性与先到者活性，解决隐藏资源安全动态分配问题。
2026-09-18 cs.DC
Vantage: Availability-Graded Broadcast for Signature-Free BFT
IOTA Foundation（IOTA基金会）
该研究提出仅用认证通道和抗碰撞哈希的无签名BFT协议Vantage，通过可用性分级广播优化，在100节点十区域WAN模拟中实现23.9万TPS且中位延迟低于500ms，性能优于同类协议。
2026-08-18 cs.CR cs.DC
Prioritized-MVBA: A New Approach to Design an Optimal Asynchronous Byzantine Agreement Protocol
University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
优先级-MVBA协议通过引入委员会和ABBA协议，实现了在异步网络中容忍最多⌊n/3⌋拜占庭故障的最优MVBA协议设计。
2025-11-19 cs.DC
The Honest Quorum Problem: Epistemic Byzantine Fault Tolerance for Agentic Infrastructure
研究智能基础设施中因推理错误导致的诚实仲裁问题，定义认知拜占庭容错（EBFT）模型，用两个量增强传统拜占庭故障界限，推导相关仲裁阈值条件及校准方法，指出添加代理提高容错的条件。
2026-07-20 cs.DC cs.LG cs.MA
Mixed Fault Tolerance Protocols with Trusted Execution Environment
区块链系统是在存在故障的情况下设计、构建和运行的。有两种主要的故障模式，即崩溃故障和拜占庭故障。拜占庭容错（Byzantine fault tolerance，BFT）协议提供了更强的安全保障，因此被广泛应用于区块链系统。然而，它们的安全性保证是以牺牲性能和可扩展性为代价的。一些工作已经改进了BFT协议，可信执行环境（TEE）已被证明是一个有效的解决方案。然而，现有的这样的作品通常假设每个参与节点配备有TEE。对于其中参与者通常具有不同硬件配置的区块链系统，即，一些节点以TEE为特征，而其他节点不以TEE为特征，现有的基于TEE的BFT协议是不适用的。这项工作研究的设置，其中不是所有的参与节点功能TEE，根据我们提出了一个新的故障模型称为混合故障。在混合故障模型下，我们探索了一种设计高效分布式容错协议的新方法。通常，混合容错（MFT）协议假设$n$节点的网络，其中多达$f = \frac{n-2}{3}$可以经受混合故障。我们确定了两个关键原则，设计高效的MFT协议，即（i）优先考虑非模棱两可的节点在领导的协议，（ii）提倡使用公钥密码原语，允许认证的消息被聚合。我们通过规定MFT协议（即MRAft）来展示这些设计原则。我们使用英特尔SGX实现了MRAFT的原型，将其集成到CCF区块链框架中，进行了实验，并表明MFT协议可以获得与BFT协议相同的安全保证，同时仍然提供更好的性能（交…
2022-08-03 cs.CR cs.DC
Recent Results on Fault-Tolerant Consensus in Message-Passing Networks
容错一致性是分布式系统中最重要的原语之一，在实际应用中有着广泛的应用，因此得到了广泛的研究。本文综述了消息传递网络中容错共识的重要结果，重点是过去十年的结果。特别是，我们将结果分为两组：新的问题配方和实际应用。在第一部分中，我们讨论了新的方法来定义一致性问题，其中包括更大的输入域，链路故障模型，不同的网络模型。. .等，并简要讨论了重要的技术。在第二部分中，我们专注于使用Paxos或Raft的崩溃容错（CFT）系统和拜占庭容错（BFT）系统。我们还讨论了比特币，这可能与解决匿名系统中的拜占庭共识有关，并将比特币与BFT系统和拜占庭共识进行了比较。
2016-08-29 cs.DC
Multi-Round Visibility: A Post-Consensus Ordering Layer for DAG-Based BFT
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）；Deakin University（迪肯大学）
针对基于DAG的拜占庭容错协议中排序证据弱化的问题，提出后共识结构排序层MRV，通过重解释已提交DAG作为排序证据基底，在不增加共识路径消息的情况下实现多轮结构可见性，并保持高吞吐量。
2026-05-22 cs.DC
Revisiting Fast Tendermint: An Agreement Violation and Two Repairs
Sei Labs
本文发现Fast Tendermint的轮次变更规则存在一致性违规问题，提出Walk和Justify两种修复方案，均满足相关安全与活性属性，还提供了证明与扩展内容。
2026-10-14 cs.CR cs.DC
The Case for Accelerating BFT Protocols Using In-Network Ordering
如今，部署在数据中心的关键任务系统面临着更复杂的故障。拜占庭容错（BFT）协议能够掩盖这些类型的故障，但由于其性能成本和复杂性而很少部署。在这项工作中，我们提出了一种新的方法来设计高性能的BFT协议在数据中心。通过重新审视网络和BFT协议之间的排序责任，我们主张由数据中心网络基础设施提供一个新的抽象。具体来说，我们设计了一个新的认证有序多播原语（AOM），它提供可转移的认证和非含糊性保证。通过在新一代可编程交换机上实现AOM的两种硬件实现--一种使用HMAC，另一种使用公钥密码学进行认证--证明了设计的可行性。然后，我们共同设计了一个新的BFT协议，矩阵，利用AOM的保证，以消除常见情况下的跨副本协调和身份验证。评估结果表明，矩阵优于国家的最先进的协议在延迟和吞吐量指标的大幅幅度，证明了我们的新的网络排序抽象的好处BFT系统。
2022-10-24 cs.DC cs.NI
Simple-IT: Practical Low-Latency Signature-Free BFT Consensus
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；University of Bern（伯尔尼大学）；Stellar Development Foundation（Stellar 开发基金会）；Aptos Labs（Aptos 实验室）
针对量子计算对现有BFT协议签名方案的威胁，提出Simple-IT无签名共识协议，理论延迟4个消息延迟（乐观路径3个），实验表明其吞吐量和延迟与现有易受量子攻击的协议相当。
2026-10-30 cs.DC
