论文2024/664

Pando：基于委员会抽样的可扩展BFT

摘要

众所周知，拜占庭容错（BFT）协议存在可伸缩性问题。事实上，随着复制副本数量的增长，它们的性能会急剧下降。虽然有很长一段时间的工作试图实现可伸缩性目标，但这些工作只能扩展到大约100个副本。在本文中，我们从所谓的委员会抽样方法中开发了BFT协议，该方法选择一个小型委员会达成共识，并将结果传递给所有副本。然而，这种方法的重点是拜占庭协议（BA）问题（仅考虑副本），而不是BFT问题（在客户端-副本模型中）；此外，该方法主要是理论上的兴趣，具体来说，它适用于不切实际的大$n$。基于委员会采样方法，我们在部分同步环境中构建了一个高效、可扩展且自适应安全的BFT协议Pando。特别是，我们设计了新的BFT构建块，以实现可伸缩性，包括通信效率和计算效率一致的广播和原子广播协议。Pando继承了基于委员会抽样协议的一些固有问题：Pando只能实现接近最优的恢复能力（即$f<（1/3-\epsilon）n$，其中$f$是错误副本的数量，$\epsilon$是一个小常数），Pando只有概率才能实现安全性和活性。有趣的是，要使$\epsilon$接近$0$（接近最佳弹性），$n$需要足够大，但不是不切实际的大，例如，$n>500$，正是我们需要的可扩展BFT。我们对Amazon EC2的评估表明，与现有协议相比，Pando可以在WAN环境中轻松扩展到1000个副本，实现62.57美元/秒的吞吐量。