基于可验证随机函数的实用拜占庭共识算法

作     者：黄保华 彭丽 赵伟宏 陈宁江 HUANG Baohua;PENG Li;ZHAO Weihong;CHEN Ningjiang

作者机构：广西大学计算机与电子信息学院南宁530004 

出 版 物：《计算机科学》 (Computer Science)

年 卷 期：2023年第50卷第S1期

页      面：727-732页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61962005) 国家重点研发计划(2018YFB1404404) 

主　　题：区块链 共识算法 PBFT VRF 节点贡献值 

摘      要：针对联盟链中广泛应用的实用拜占庭容错共识算法(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)主节点选取方式固定和通信成本高等问题进行了改进,提出了一种基于可验证随机函数(Verifiable Random Function,VRF)的拜占庭容错共识算法(Selection-based Byzantine Fault Tolerance,SBFT)。首先,在每轮共识后动态评测节点行为并计算节点贡献值,根据节点贡献值选取参与共识的节点。其次,结合节点贡献值和可验证随机函数进行密码抽签随机选取主节点,在减少非诚实节点成为主节点的概率的同时,使选取的主节点具有不可预测性。最后,改进了PBFT的一致性协议,将PBFT的网状通信网络拓扑变成星形通信网络拓扑,并将视图切换流程融入正常共识流程中。仿真实验结果表明,相比PBFT算法,所提SBFT算法具有更高的吞吐量、更低的共识时延和更高的算法效率。