论文2024/160

LightDAG：通过轻量级广播达成的基于低延迟DAG的BFT共识

摘要

为了提高拜占庭容错（BFT）一致性协议的吞吐量，将有向非循环图（DAG）拓扑引入并行数据处理，从而发展了基于DAG的BFT一致性协议。然而，现有的基于DAG的工作在很大程度上依赖于块广播的可靠广播（RBC）协议，由于每个RBC中涉及三个通信步骤，这会带来很大的延迟。例如，DAGRider是一种典型的基于DAG的协议，其最佳延迟为12步，远高于PBFT等仅需3步的非DAG协议。为了解决这个问题，我们建议使用LightDAG，它用一致广播（CBC）和普通广播（PBC）等轻量级广播协议取代RBC。由于CBC和PBC可以分别在两个和一个通信步骤中实现，LightDAG实现了低延迟。在我们的提案中，我们提出了LightDAG的两种变体，即LightDAG1和LightDAG2，每种变体都在最佳延迟和预期最差延迟之间进行权衡。在LightDAG1中，每个块都使用CBC进行广播，CBC的最佳延迟为5步，而预期的最差延迟为14步。由于CBC不能保证整体性，我们在LightDAG1中设计了一个块检索机制来帮助副本检索丢失的块。LightDAG2利用PBC和CBC的组合进行块广播，因此最佳延迟为4步，最差延迟为$12（t+1）$步，其中$t$表示实际拜占庭副本的数量。由于拜占庭副本可能通过PBC模棱两可，LightDAG2禁止块直接引用相互矛盾的块。为了确保生动性，我们提出了一种机制，以识别和排除拜占庭复制品，如果它们参与模棱两可的攻击。对LightDAG进行了广泛的实验评估，结果证明了其可行性和有效性。

注：增加了附录