Synthesis of Distributed Agreement-Based Systems with Efficiently-Decidable Verification (Extended Version)
基于分布式协议（DAB）的系统使用常见的分布式协议协议，如领导者选举和共识作为其目标功能的构建块。虽然DAB系统的自动化验证是不可判定的一般，最近的工作确定了一个大类的DAB系统的验证是有效的可判定的。不幸的是，这种类别的特征条件可能是不透明和非直观的，并且可能对试图在此类中建模其系统的系统设计者构成重大挑战。在本文中，我们提出了一个合成驱动的工具，朱砂，以帮助系统设计人员建立DAB系统“适合”他们的预期设计成一个有效的可判定类。特别是，从设计师提供的初始草图开始，Cinnabar使用反例引导程序生成草图完成。核心技术依赖于一组相关反例的紧凑编码。我们证明朱砂的有效性，成功和有效地合成各种有趣的DAB系统的完成。
2023-01-14 cs.DC cs.PL
A Topological Perspective on Distributed Network Algorithms
二十多年前，组合拓扑被证明是有用的分析分布式容错算法在共享内存系统和消息传递系统。在这项工作中，我们表明，组合拓扑结构也可以用于分析分布式算法在任意结构的无故障网络。为了说明这一点，我们分析了共识，集协议，近似协议的网络，并推导出这些问题的下界在经典的计算环境下，如ESTA模型和动态网络。
2020-10-01 cs.DC
DORA: Distributed Oracle Agreement with Simple Majority
本文提出DORA协议，利用状态机复制服务，以简单多数而非超多数节点解决预言机网络的一致性问题，并通过真实数据模拟验证其能容忍高达1/2的拜占庭节点，同时支持更小的网络规模。
2023-05-12 cs.DC
Notes on Theory of Distributed Systems
本文总结了分布式系统理论的核心概念和方法，涵盖了广播、共识算法、故障容忍、共享内存等关键技术，并探讨了分布式算法的理论基础和实现挑战。
2026-05-18 cs.DC
Distributed Agreement in Tile Self-Assembly
实验室研究表明，一个正式的容错理论将是至关重要的利用纳米级自组装作为计算介质。一些研究人员已经表达了一种直觉，即自组装现象与分布式计算领域有关。本文形式化的一些直觉。我们构建瓦片组装系统，能够模拟一些分布式系统中的无等待共识问题的解决方案。(For潜在的未来工作，这可以允许分析和管理瓦片组装中的绑定错误，在分布式计算中具有积极的结果，因为我们的瓦片组装模型中的“阻塞”类似于分布式计算模型中的崩溃故障。我们还定义了一个加强的“传统”的共识问题，明确的共识算法，往往是隐含在分布式计算文学的期望。我们发现，这个加强共识问题的解决方案可以模拟由二维瓷砖组装模型只为两个进程，而三维瓷砖组装模型可以模拟其解决方案在一个分布式系统中的任何数量的进程。
2010-07-16 cs.DC cs.NE
Fully-Distributed Byzantine Agreement in Sparse Networks
针对稀疏有界度数网络中仅靠局部知识且需容忍大量拜占庭节点的开放问题，本文提出全分布式拜占庭协议，将容忍上限提升至 O(n/polylog(n))。
2024-10-28 cs.DC cs.DS
Distributed Agreement in Dynamic Peer-to-Peer Networks
出于在高度动态的对等网络（P2P）中需要鲁棒和快速的分布式计算，我们研究了基本的分布式协议问题的算法。P2P网络是经历重节点{ \em churn}的高度动态的网络。我们的目标是设计快速的算法（运行在一个小的回合数），保证，尽管高节点流失率，几乎所有的节点达到一个稳定的协议。我们的主要贡献是随机分布式算法，保证{ \em稳定的几乎无处不在的协议}，即使在高对抗性的流失在一个多对数轮数：1。一种$O(\log^2 n)$循环（$n$是稳定的网络大小）随机算法，其在高达{ \em线性}扰动{ \em每循环}（即，$εn$，对于某个小常数$ε> 0$），假设流失是由不经意的对手控制的（该对手对什么节点加入和离开以及在什么时间加入和离开具有完全的知识和控制，并且具有无限的计算能力，但是对算法做出的随机选择不经意）。我们的算法只需要多对数的$n$位处理和发送（每轮）的每个节点。2.一种$O(\log m\log^3 n)$轮随机算法，在每轮高达$ε\sqrt{n}$扰动（对于一些小的$ε> 0$）的情况下以高概率实现几乎处处一致，其中$m$是输入值域的大小，即使在自适应对手（也知道算法所做的过去随机选择）下也能工作。该算法要求由每个节点处理和发送（每轮）高达$n$位（以及高达$O(\log m)$位）的多项式。
2014-09-10 cs.DC cs.DS
$\varepsilon$-differential agreement: A Parallel Data Sorting Mechanism for Distributed Information Processing System
在分布式信息处理系统（DIPS）中，输入信息的顺序起着非常重要的作用。提出了一种新的支持并行数据排序的ε-差分协议（EDA）数据排序机制。EDA采用协同共识机制，这不同于传统的共识机制，使用竞争机制，如PoS，PoW等。在系统中，采用EDA机制，所有参与者一起工作，计算输入信息的顺序，通过使用统计和概率的原则，对参与者的比例。初步结果表明，可变的容错率和共识延迟的系统，具有不同的配置时，达成共识，因此，它表明，它是可能的，在系统中使用EDA和定制这些参数的基础上，不同的要求。由于EDA的独特机制，它不仅适用于旋转中心的决策簇，也适用于多中心决策簇的DIPS。
2019-03-01 cs.DB cs.DC
Distributed Randomness from Approximate Agreement
随机化是设计分布式系统的关键工具。公共硬币原语使系统成员能够就一个不可预测的随机数达成一致，已被证明特别有用。然而，我们观察到，这是不可能实现一个真正的随机共同硬币协议在一个容易出错的异步系统。为了避免这种不可能性，我们引入了两个放松的完美的共同硬币：（1）近似共同硬币产生随机数是彼此接近的;（2）蒙特卡罗共同硬币产生一个共同的随机数与任意小，但非零，失败的概率。建立在近似协议原语之上，我们获得了两个抽象的高效异步实现，容忍高达三分之一的拜占庭进程。我们的协议不假设可信的设置或公钥基础设施，并收敛到完美的硬币在协议运行时间呈指数级快速。通过将我们的Monte Carlo共同硬币协议插入到一个众所周知的共识算法中，我们设法得到一个二进制拜占庭协议，该协议具有$O(n^3 \log n)$通信复杂性，对自适应对手具有弹性，并且在没有可信设置或PKI的情况下容忍最佳故障数$f<n/3$。据我们所知，目前为止，在这种设置下实现的二进制拜占庭协议的最佳通信复杂性是$O(n^4)$。我们还展示了如何近似共同的硬币，结合一个变种的格雷码，可以用来解决一个有趣的问题，相交的随机子集，我们在本文中介绍。
2022-05-24 cs.DC
Quantum Communication Advantage for Leader Election and Agreement
本研究提出量子分布式算法，在多种网络拓扑下显著优于经典算法，为领导者选举和共识问题带来量子通信优势，并首次提出量子分布式算法消息复杂度的设计分析框架。
2025-02-11 cs.DC cs.DS quant-ph
Delphi: Efficient Asynchronous Approximate Agreement for Distributed Oracles
本文提出确定性异步共识协议 Delphi，通过结合共识原语与新颖加权平均技术，将通信开销降至 𝒪̃(n²)，在 160 节点系统中相比现有协议实现 8 倍（CPS）和 3 倍（AWS）的延迟改进。
2024-05-07 cs.CR cs.DC
Asynchronous Byzantine Agreement in Incomplete Networks [Technical Report]
拜占庭协议问题被认为是分布式系统中的核心问题。例如，需要拜占庭协议来构建区块链，这是一个完全有序的记录日志。区块链是异步分布式系统，对拜占庭节点具有容错能力。在文献中，异步拜占庭协议问题研究了一个完全连接的网络模型，其中每个节点可以直接发送消息到每个其他节点。这种假设在许多现实环境中是有问题的。在现实中，节点可能需要通过不完整的网络进行通信，并且拜占庭节点可能不转发消息。此外，Byzantine节点可能行为不正确，例如，损坏消息。因此，为了真正理解拜占庭协定，我们需要两个要素：不完整和不完整的通信网络。本文研究了不完备网络中的异步拜占庭协议问题。Danny Dolev的一个经典结果证明，在一个有n个节点的分布式系统中，当存在f个Byzantine节点时，系统通信图的顶点连通度至少为（2f+1）。虽然Dolev的结果是同步确定性系统，我们证明了同样的界限也适用于异步随机系统。我们通过一个随机算法和一个匹配的下界证明了这个界是紧的。
2020-05-26 cs.DC
Reconfigurable Lattice Agreement and Applications
重构是分布式系统的核心机制之一。由于故障和连接中断，服务副本（或服务器）及其在计算中的角色可能必须随着时间的推移重新配置。为了向运行在这些服务器上的应用程序提供所需级别的一致性和可用性，服务的客户端应该能够就系统配置达成某种形式的协议。我们观察到，这种协议是自然捕获通过晶格偏序的系统状态。我们提出了一个异步实现的可重构格协议，这意味着优雅的可重构版本的一大类格抽象数据类型，如最大寄存器和冲突检测器，以及流行的分布式编程抽象，如原子快照和提交采用。
2020-09-15 cs.DC
Which Broadcast Abstraction Captures $k$-Set Agreement?
众所周知，共识（一套协议）和全序广播在容易发生进程崩溃故障的异步系统中是等价的。考虑到无等待系统，本文提出并回答了以下问题：“捕获”$k$集协议的通信抽象是什么？为此，它引入了一种新的广播通信抽象，称为$k$ -BO-广播，它限制了对已经广播的消息的本地传递的不一致（$1$ -BO-广播归结为全顺序广播）。因此，在这个上下文中，$k=1$不是一个特殊的数，而只是一个递增整数序列中的第一个整数。这建立了一个新的“对应关系”之间的分布式协议的问题和通信的抽象，这丰富了我们的理解的关系连接的容错分布式计算的基本问题。
2017-05-13 cs.DC
AfricaOS: Using a distributed, proposal-based, replicated state machine towards liberation from the Berlin Conference of 1885
1885年的柏林会议影响了当地非洲人和非洲移民的日常生活。法国通过合同控制着非洲大陆产生的几种资源。这里有一个技术建议，通过利用先进技术进行分散协作，使非洲摆脱一个多世纪前强加给非洲大陆的金融和经济协定。AfricaOS（AOS）旨在提供一个哲学和基本框架，用于实现一个简单的，分布式的，协作的计算机，以实现同行之间的协议。这项工作还展示了交易代数，私有化协议的使用，代币化易货经济的方法，以及设计用于实现协议行为的机制的方法。
2020-03-23 cs.CR cs.DC cs.GT
Logical Obstruction to Set Agreement Tasks for Superset-Closed Adversaries
在他们最近的论文（GandALF 2018）中，Goubault，Ledent和Rajsbaum为分布式计算提供了一个正式的认知模型。他们的逻辑模型，作为一个替代的研究拓扑模型，提供了一个有吸引力的框架，驳斥了一个给定的分布式任务的可解性的逻辑障碍：一个人只需要设计一个公式，在形式语言的认知逻辑，描述之间的差异计算模型和任务。然而，在他们的论文中，很少有逻辑障碍的例子，特别是对无等待2集协议任务的逻辑障碍是一个开放的问题。不久之后，西田通过为无等待$k$集协议任务提供归纳定义的逻辑障碍公式，肯定地回答了这个问题。本文改进了Nishida的工作，并设计了逻辑障碍公式，以$k$ -集协议任务的超集封闭的对手，它取代了等待自由模型。这些逻辑阻塞公式的实例表明，逻辑框架可以提供另一种可行的方法来显示分布式任务的不可能性，尽管它目前仅限于单轮分布式协议。逻辑方法比拓扑方法有一个优点，那就是它有一个完备的、基本的归纳证明。这与拓扑方法相反，在拓扑方法中，复杂的拓扑工具，如神经引理，通常被认为是理所当然的。
2021-02-04 cs.DC cs.LO
Solving k-Set Agreement with Stable Skeleton Graphs
在本文中，我们认为在分布式消息传递系统中的k-集协议问题，使用一个基于轮的方法：通信和故障的同步捕获只是通过一轮内到达的消息，从而在一轮又一轮的通信图，其特征在于简单的通信谓词。我们引入了弱通信谓词Pssk（k），并证明了它对于k-集一致性是紧的，在以下意义上：我们（i）证明了在Pssk（k）所表征的系统中没有求解（k-1）-集一致性的算法，以及（ii）提出了一种新的分布式算法，该算法在Pssk（k）成立的运行中实现了k-集一致性。我们的算法使用本地近似的稳定骨架图，这反映了潜在的永久同步运行。我们证明，这种近似是正确的，在所有的运行，无论通信谓词，并表明，图论性质的稳定骨架图可以用来解决k-集协议，如果PSTK（k）举行。
2011-02-22 cs.DC
Local Deal-Agreement Based Monotonic Distributed Algorithms for Load Balancing in General Graphs
在计算机网络中，参与者可以在处理任务时进行合作，从而在它们之间平衡负载。我们提出了本地分布式算法，（反复）使用本地不平衡的标准，同时跨系统的参与者转移负载，迭代，直到所有负载平衡。我们的算法是基于一个简短的本地交易协议的建议/交易的通信，基于附近的负载。它们单调收敛，总是随着执行的进行提供更好的状态。此外，我们的算法避免了使负载暂时为负。因此，它们可以被认为是任何时间的，在这个意义上，它们可以在执行期间的任何时间停止。我们表明，我们的同步负载均衡算法实现$ε$ -平衡状态的连续设置和1-平衡状态的离散设置在所有的图形中，在$O(n D \log(n K/ε))$和$O(n D \log(n K/D) + n D^2)$时间，分别，其中$n$是节点数，$K$是初始差异，$D$是图形直径，和$ε$是最终的差异。我们的其他单调的同步和异步算法的离散设置的第一个算法，其中负载均衡是同时执行多个邻居的概括。这些算法到达一个1-平衡状态的时间$O(n K^2)$在一般的图形，但有可能更快的负载之间的所有邻居之间的平衡，而不是只有一个，我们描述了一个场景，演示了一个快速（$O(1)$）收敛的潜力。由于同步设置的限制，我们的异步算法避免了在进行下一个负载均衡步骤之前等待最慢的参与者的活动的需要。我们还介绍了我们的异步算法的自稳定版本。
2020-10-06 cs.DC
A Dual Digraph Approach for Leaderless Atomic Broadcast (Extended Version)
许多分布式系统工作在一个公共的共享状态;在这样的系统中，分布式协议是必要的一致性。随着服务器数量的增加，这些系统变得更容易受到单服务器故障的影响，从而增加了容错的相关性。原子广播使容错分布式协议，但它是昂贵的解决。大多数实用的算法需要对每个广播消息进行线性工作。AllAccuur--一种无领导的方法--通过稀疏的弹性覆盖网络连接服务器来减少工作量;然而，这种弹性需要冗余，限制了工作量的减少。在本文中，我们提出了一种原子广播算法AllAccuur+，它解除了这一限制：在没有故障的间隔期间，它通过使用无冗余的覆盖网络实现了最小的工作。当发生故障时，它会通过切换到弹性覆盖网络自动恢复。在我们对非故障场景的性能评估中，AllConcur+实现了与AllGather（一种非容错分布式协议算法）相当的吞吐量，并且在吞吐量和延迟方面都优于AllConcur、LCR和Libpaxos。此外，我们对故障场景的评估表明，AllAccuur+的预期性能对于偶尔的故障是稳健的。因此，对于实际用例，在没有故障的间隔期间利用无冗余分布式协议可以显著提高性能。
2019-12-12 cs.DC
Contracts in distributed systems
我们提出了一个参数演算的分布式系统中基于合同的计算。通过从实际的合同语言中抽象出来，我们的演算推广了合同作为流程和合同作为公式的范例。演算的特点是广告合同，达成协议，并查询合同的履行原语。负责人之间的协调是通过多方会议进行的，一旦达成协议，就会建立多方会议。我们提出了我们的演算的两个实例，通过将合同建模为（i）CCS变体中的过程，以及（ii）逻辑中的公式。借助一些例子，我们讨论了我们的演算的原语，以及一些可能的变体。
2011-08-02 cs.DC cs.LO cs.PL
A Generalised Solution to Distributed Consensus
分布式共识，即在故障和混乱面前达成一致的能力，是从不可靠的组件构建可靠的分布式系统的基本原语。Paxos算法是分布式共识的同义词，但它在实践中表现不佳，并且难以理解。在本文中，我们重新审视了分布式共识的基础。我们得出一个抽象的解决方案，共识，利用不变的状态直观推理的安全性。我们证明了我们的抽象解决方案概括了Paxos以及快速Paxos和灵活的Paxos算法。这种分析的令人惊讶的结果是这些广泛研究的算法的法定人数要求的实质性削弱。
2019-02-18 cs.DC
StakeCube: Combining Sharding and Proof-of-Stake to build Fork-free Secure Permissionless Distributed Ledgers
我们的工作重点是在权益证明设置中设计一个可扩展的无许可区块链。特别是，我们使用分布式哈希表作为构建块来设置随机分片，然后利用分片架构以有效的方式验证块。我们结合了由利益相关者分片运行的可验证拜占庭协议和块验证协议，以保证分叉发生的概率可以忽略不计。我们施加诱导扰动，使分片对eclipse攻击具有鲁棒性，我们依靠UTXO硬币模型来保证任何利益相关者的行为都可以被任何人安全地验证。我们的协议适用于自适应对手，并没有超出拜占庭协议所需的同步假设。
2019-07-11 cs.CR cs.DC
Quantum-Error-Mitigated Detectable Byzantine Agreement with Dynamical Decoupling for Distributed Quantum Computing
本研究针对分布式量子计算的对抗性共识难题，为QBA协议融合T-REx与DD错误缓解技术，结合NISQ设备与类QKD验证机制，经IBM量子设备测试验证了有效性，为NISQ时代量子共识系统提供了可行的加固方案。
2023-11-06 cs.AR cs.DC quant-ph
Agreement in Directed Dynamic Networks
我们研究了同步动态网络中的分布式计算，其中一个无所不知的对手控制的单向通信链路。它的行为被建模为一个序列的有向图表示每轮的活动（即及时）的通信链路。我们证明了共识是不可能的一些自然的弱连通性假设下，并引入顶点稳定的根组件作为一种手段来规避这种不可能性。从本质上讲，我们假设有一个很短的时间段，在此期间，网络的任意部分保持强连接，而其互连拓扑可能会不断变化。我们提出了一个共识算法，工作在这个假设下，并证明其正确性。我们的算法保持一个本地估计的通信图，并应用技术检测稳定的网络属性和单价系统配置。我们的可能性结果补充了几个不可能的结果和下界的共识和其他分布式计算问题，如领导人选举，揭示了我们的算法是渐近最优的。
2013-05-08 cs.DC
Reaching Agreement in Competitive Microbial Systems
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS Paris-Saclay（巴黎萨克雷高等师范学院）；INRAE（法国国家农业、食品和环境研究所）；AgroParisTech（巴黎国立高等农林学院）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）；Humboldt University of Berlin（柏林洪堡大学）
研究在随机种群动态和竞争交互下分布式协议达成一致的问题，分析直接竞争对多数共识的影响，提出竞争动态在高概率下能达成多数共识，而无竞争需大初始差距。
2026-04-09 cs.DC
Declarative distributed algorithms as axiomatic theories in three-valued modal logic over semitopologies
本文提出用三值模态逻辑公理化方法形式化分布式算法，通过投票、广播和协议等例子展示其在抽象系统属性中的应用，提供精确且易读的规范以提升正确性与容错性分析。
2026-05-13 cs.DC cs.LO
A Simple Lower Bound for Set Agreement in Dynamic Networks
针对KNOWALL模型中$k$-集合一致性下界证明依赖复杂代数拓扑工具的问题，本文给出了一种更简洁的新证明，降低了理解门槛并提升了结果可信度，该下界可应用于动态网络场景。
2025-01-13 cs.DC
Detectable Quantum Byzantine Agreement for Any Arbitrary Number of Dishonest Parties
在存在任意故障的情况下达成协议是分布式计算中的一个基本问题，如果三分之一的进程失败，除非使用签名消息，否则这个问题是无法解决的。在本文中，我们提出了一个解决方案，原来的BA问题的变化，称为可检测的拜占庭协议（DBA），不需要使用签名的消息。所提出的算法使用我们称之为$Q$ -相关列表，它是由量子源设备生成的。一旦每个进程都有了这些列表中的一个，它们就可以使用它们以经典的方式达成协议。虽然一般来说，协议是通过使用$m+1$回合（其中$m$是可能失败的进程数）来达成的，但如果少于三分之一的进程失败，则只需要一个回合就可以达成协议。
2021-12-17 cs.DC
ZipperChain: Transmuting Trusted Third-Party Services Into Trustless Atomic Broadcast
ZipperChain通过集中化区块创建和第三方服务信任转移，实现无信任原子广播，提高交易吞吐量和最终性效率。
2025-11-26 cs.DC cs.NI
Probabilistic Indistinguishability and the Quality of Validity in Byzantine Agreement
在分布式计算中，下界和不可能性结果既具有智力挑战性又具有重要的实际意义。在文献中出现了成百上千的证明，但令人惊讶的是，其中绝大多数只适用于确定性算法。概率协议已经存在了至少40年，随着区块链系统的出现，它受到了很多关注。尽管如此，我们只知道少数的随机下限。在本文中，我们提供了一个正式的框架推理随机分布式算法。我们推广的概念，最有用的工具，在确定性的下限，适用于概率设置的不可预测性。我们应用这个框架来证明一个独立利益的结果。也就是说，我们完全描述了一个随机多值共识问题的协议，可以保证在异步环境与拜占庭故障的决策质量。我们使用新的概念，以证明一个下限的概率，它可以保证诚实的各方将不会决定一个可能的假值。最后，我们表明，该界是紧的，通过提供一个协议，它匹配。
2021-10-11 cs.DC
Composition Games for Distributed Systems: the EU Grant games
我们分析了人们在分布式系统中分解成组的方式。我们感兴趣的系统中，一个代理可以通过连接到其他代理增加其效用，但也必须支付的成本，增加了系统的大小。适当的平衡是由适当规模的代理人群体实现的。我们制定和分析了三个直观和现实的游戏，并显示如何简单的变化，在协议可以显着提高这些游戏的无政府状态无政府代价。特别是，我们确定了无政府状态的低无政府代价的两个重要属性：加入系统的协议，以及从系统中上诉拒绝的可能性。我们表明，后者的财产是特别重要的，如果有一些预先存在的约束，关于谁可以合作（或通信）与谁。
2013-05-20 cs.CY cs.DC cs.GT
A Topology by Geometrization for Sub-Iterated Immediate Snapshot Message Adversaries and Applications to Set-Agreement
本文针对一般子IIS消息对手，提出基于几何单纯复形的新拓扑方法，直接在执行集合上定义拓扑，并据此给出集合一致性问题的完整刻画与下界。
2023-04-11 cs.DC
AllConcur: Leaderless Concurrent Atomic Broadcast (Extended Version)
许多分布式系统需要相关组件之间的协调。随着系统规模的不断扩大，系统发生故障的概率也在不断增加，这就需要可扩展的容错协议。对于这种场景，最常见的实际协议协议是基于领导者的原子广播。在这项工作中，我们提出了AllConcur，一个分布式系统，通过一个无领导者的并发原子广播算法提供协议，因此，不受中央协调员的瓶颈。在AllAccuur中，所有组件都通过一个逻辑覆盖网络并发交换消息，该网络采用提前终止来最大限度地减少协议延迟。我们的AllAccuur实现支持标准的基于套接字的TCP以及高性能的InfiniBand Verbs通信。AllAccuur每秒可以处理多达1.35亿个请求，吞吐量比当今基于领导者的标准协议（如Libpaxos）高出17倍。因此，AllAccuur在现有解决方案方面具有很强的竞争力，并且由于其分散的方法，可以在各种领域实现迄今为止无法实现的系统设计。
2017-04-21 cs.DC
Reductions in Distributed Computing Part I: Consensus and Atomic Commitment Tasks
本文介绍了分布式计算中约简的几个概念，并研究了两个基本协议任务的约简性质，即共识和原子承诺。我们首先提出了“a la Karp”约简的概念，它是经典Karp约简的分布式计算的一种模拟。然后，我们定义了一个较弱的减少，这是库克减少的类似物。这两个约简分别称为K约简和C约简。我们还介绍了C*-减少的概念，在经典的（即非分布式）系统中没有对应的，这自然会出现在处理对称任务。我们建立了关于这三种约化的各种约化与不可约化定理。我们的主要结果是共识和原子承诺任务的不可比性声明：我们表明，他们是无与伦比的C-减少，除了弹性度为1时，在这种情况下，原子承诺严格比共识。这些结果的一个副作用是，我们的概念的C-减少严格弱于K-减少，即使是不可解决的任务。
2004-12-29 cs.DC
On the Solvability of Sound Distributed Verification under Byzantine Faults
Posgrado en Ciencia e Ingeniería de la Computación, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学计算机科学与工程研究生项目）；Department of Computer Science and Engineering, Michigan State University（密歇根州立大学计算机科学工程系）；Instituto de Matemáticas, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学数学研究所）
提出c-格聚合问题，用于崩溃和拜占庭故障下的分布式验证，通过冗余参数x建立可解性阈值，并给出匹配算法。
2026-11-11 cs.DC
$t$-Resilient $k$-Immediate Snapshot and its Relation with Agreement Problems
即时快照对象是一种高级通信对象，建立在读/写分布式系统之上，其中除了一个进程之外的所有进程都可能崩溃。它允许进程写入一个值并获得一组值，这些值表示写入对象的值的快照，这些快照在写入步骤之后立即发生。考虑到$n$ -进程模型，其中多达$t$进程可能崩溃，本文首先介绍了$k$ -弹性立即快照对象，它是基本立即快照（对应于$k=t=n-1$情况）的自然推广。除了基本立即快照的集合包含属性之外，$k$弹性立即快照对象还要求返回到进程的每个集合至少包含$(n-k)$对。本文首先指出，对于$k,t<n-1$，在异步读写系统中不可能实现$k$ -弹性立即快照.然后研究了在$n$ -进程$t$ -崩溃读写系统中不可能解决的对象空间。然后，本文研究了一种计算模型，其中进程通过访问$k$ -即时快照对象相互通信，并表明该模型比$t$ -崩溃模型更强大。考虑到空间的$x$ -集协议问题（这是不可能解决的系统，如$x\leq t$），本文表明，$x$ -集协议可以解决在读/写系统丰富的$k$ -立即快照对象$x=\max(1,t+k-(n-2))$。它还表明，在这些系统中，$k$ -弹性即时快照和共识是等效的，当$1\leq t<n/2$和$t\leq k\leq (n-1)-t$。因此，%感谢它提供的问题图，本文建立了强大的关系，连接基本的分布式计算对象（一个与通信有关，另一个与协议有关），这是不可能在…
2020-09-30 cs.DC
K set-agreement bounds in round-based models through combinatorial topology
基于圆形的模型是非常常见的消息传递模型;应用于分布式计算的组合拓扑提供了广泛的结果，如一般的下界。我们结合两者来研究k-集一致性的可计算性。在所有可能的基于轮的模型中，我们考虑不经意的，其中的约束是由一组允许的图每轮只轮。在不经意的模型中，我们重点关注上面闭合的模型，即可能的图集包含比某些起始图具有更多边的所有图的模型。它们直观地捕捉了某些通信模型所需的底层结构，比如包含一个环。然后，我们推导出一个回合的K-集协议的下限和上限，这些界限证明使用组合拓扑，但只在图形属性方面。当限制我们的算法时，这些界限扩展到多轮-只召回成对的进程和初始值，而不是谁发送了什么和什么时候。
2020-06-12 cs.DC
Lattice Agreement in Message Passing Systems
本文研究了分布式消息传递系统中的格一致性问题和广义格一致性问题。在格一致性问题中，给定来自格的输入值，过程必须非平凡地决定位于链上的输出值。我们考虑了同步和异步系统中的格协议问题。对于同步格协议，我们提出了两个算法，分别运行在$\log f$和$\min \{O(\log^2 h(L)), O(\log^2 f)\}$轮，其中$h(L)$表示的高度{ \em输入子格} $L$，$f < n$是崩溃故障的系统可以容忍的数量，和$n$是系统中的进程数。这些算法具有比先前已知的算法显著更好的轮复杂度。Attiya等人的算法\cite{attiya1995atomic}采用$\log n$同步循环，而Mavronicolasa \cite{mavronicolasabound}的算法采用$\min \{O(h(L)), O(\sqrt{f})\}$循环。对于异步格协议，我们提出了一种算法，它的时间复杂度为$2 \cdot \min \{h(L), f + 1\}$消息延迟，提高了以前已知的$O(n)$消息延迟的时间复杂度。广义格协议问题是由Falkman等人在\cite{faleiro2012generalized}中定义的，它是格协议问题的推广，其中它被应用于复制状态机。我们提出了一个算法，保证在异步系统中的大多数进程是正确的时，活性。我们的算法需要$\min \{O(h(L)), O(…
2018-07-30 cs.DC
Proving Unsolvability of Set Agreement Task with Epistemic mu-Calculus
本文在逻辑方法的框架下，通过设计一个合适的认知逻辑公式，证明了$k$ -集合一致性问题的不可解性。$k$ -集合一致性问题的不可解性是一个众所周知的事实，它是组合拓扑学的经典结果Sperner引理的直接结果。然而，Sperner引理并没有为不可解性提供一个很好的直觉，而是将其隐藏在其优雅的组合陈述后面。逻辑方法的一个优点是可以用一个具体的公式来解释不可解性的原因，但对于$k$ -集合一致性问题，至今还没有给出一般不可解性结果的认识公式。我们采用了一个变体的认知$μ$ -演算，扩展了标准的认知逻辑与分布式知识运营商和命题不动点，作为逻辑的形式语言。有了这些扩展，我们可以提供一个认识$μ$演算公式，提到高维连通性，这是必不可少的原始证明Sperner的引理，从而表明，$k$ -集协议任务是不可解决的，即使是多轮协议。此外，我们还表明，同样的公式适用于建立$k$ -并发，2轮协议的子模型的不可解性。
2022-05-13 cs.DC cs.LO
Continuous Partial Quorums for Consistency-Latency Tuning in Distributed NoSQL Storage Systems
NoSQL存储系统被Web应用程序广泛使用，当对可扩展性的需求超过对事务的需求时，NoSQL存储系统为传统数据库提供了一个有吸引力的替代方案。这些系统中的一些系统提供基于法定人数的复制，并向应用程序开发人员提供多个客户端“一致性级别”的选择，这些级别确定通过读取和写入访问的副本的数量，这进而影响客户端应用程序观察到的延迟和一致性。由于使用一个固定的组合的读写一致性水平为一个给定的应用程序只提供了有限数量的离散选项，我们调查的技术，允许更细粒度的调整的一致性延迟权衡，可能需要支持基于一致性的服务水平协议（SLA）。我们提出了一种新的技术称为\emph{continuous partial quorums}（CPQ），分配的一致性水平上的每一个操作的基础上，通过选择两个选项之间随机，如最终和强一致性，与可调的概率。我们使用Apache Cassandra实验评估我们的技术，并证明它优于人为延迟操作的替代调优技术。
2015-10-01 cs.DC
A Sheaf-Theoretic Characterization of Tasks in Distributed Systems
本文提出用胞腔层与任务层构造统一刻画分布式系统的任务可解性，通过执行割上的全局截面和上同调分析决策空间与求解障碍，并据此推导出近似一致协议，桥接分布式计算与层论。
2025-08-27 cs.DC math.CT
Learning Provably Correct Distributed Protocols Without Human Knowledge
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；University of Florida（佛罗里达大学）
GGMS框架通过结合蒙特卡洛树搜索、变压器编码器和模型检查器反馈，实现了无需人类知识的正确分布式协议学习。
2026-01-29 cs.AI cs.DC
