LIPIcs,第286卷

第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)



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OPODIS 20232023年12月6日至8日,日本东京

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艾莉森·贝萨尼
  • 葡萄牙里斯本大学
泽维尔·德法戈
  • 日本东京理工大学
中村俊雅
  • 日本丰桥工业大学
和田光一
  • 日本河西大学
山内由纪子
  • 日本九州大学

出版物详细信息

  • 发布时间:2024-01-18
  • 出版商:Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik
  • ISBN:978-3-95977-308-9
  • DBLP:db/conf/opodis/opodis2023

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完整卷
LIPIcs,第286卷,OPODIS 2023,完整卷

作者:艾莉森·贝萨尼(Alysson Bessani)、泽维尔·德法戈(Xavier Défago)、中村俊彦(Junya Nakamura)、和田康一(Koichi Wada)和山内有纪子(Yukiko Yamauchi)


摘要
LIPIcs,第286卷,OPODIS 2023,完整卷

引用为

第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第1-702页,达格斯图尔宫-莱布尼兹-中央图书馆(2024)


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@会议记录{bessani_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023,title={{LIPIcs,第286卷,OPODIS 2023,完整卷}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={1--702},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194896},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023},annote={关键词:LIPIcs,第286卷,OPODIS 2023,完整卷}}
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前部物质
封面、目录、前言、会议组织

作者:艾莉森·贝萨尼(Alysson Bessani)、泽维尔·德法戈(Xavier Défago)、中村俊彦(Junya Nakamura)、和田康一(Koichi Wada)和山内有纪子(Yukiko Yamauchi)


摘要
封面、目录、前言、会议组织

引用为

第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第0:i-0:xvi页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{bessani_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.0,author={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,title={{正文,目录,前言,会议组织}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页面={0:i--0:xvi},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.0},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194903},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.0},注释={关键词:前言、目录、前言、会议组织}}
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邀请的谈话
从共识研究到Redbelly Network Pty Ltd(受邀谈话)

作者:文森特·格拉莫利


摘要
正确设计和实施区块链系统需要跨地区和研究领域的合作。一家横跨澳大利亚、印度和美国的公司Redbeard很好地说明了这一想法。它始于2005年的OPODIS,在那里我们发布了可重新配置的分布式存储,以取代提供服务而不中断其可用性的分布式参与者。这项工作[V.Gramoli等人,2021]有助于在不引入硬叉的情况下重新配置区块链。我们在IRISA上发起的对共识问题的研究[V.Gramoli,2022]导致了对区块链背景下PBFT类算法的重新思考,摆脱了可能成为大型网络瓶颈的领导者[V.Gramoli和Q.Tang,2023]。我们在安全方面的工作导致披露了以太坊中的漏洞[Parinya-Ekparinya et al.,2020],然后促使我们正式验证区块链共识[Nathalie Bertrand et al.,2022]。我们在经济学前沿领域的工作【Michael Spain等人,2019年】促使我们防止了前沿攻击【Pouriya Zarbafian和Vincent Gramoli,2023年】,并激励理性参与者做出行为【Alejandro Ranchal-Pedrosa和Vincence Gramoli(2022年)】。我们在康奈尔大学和EPFL的系统工作是全球区块链实验的基础[Vincent Gramoli等人,2023]。尽管当时没有预料到,但这一系列工作逐渐促使悉尼大学和CSIRO以及后来的Redbelly Network Pty Ltd设计了RedbellyBlockchain[Tyler Crain等人,2021;Deepal Tennakoon等人,2023],这是合规资产标记化的首选平台。

引用为

文森特·格拉莫利。从共识研究到Redbelly Network Pty Ltd(受邀谈话)。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第1:1-1:2页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{gramoli:LIPIcs.OPODIS.2023.1,author={格拉莫利,文森特},title={{从共识研究到Redbelly Network Pty Ltd}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={1:1--1:2},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS-2023.1},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194915},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.20231},annote={关键词:创新,商业化}}
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邀请的谈话
量子分布式计算:潜力和局限(受邀演讲)

作者:弗朗索瓦·勒加尔


摘要
本次演讲的主题是量子分布式计算,即网络处理器可以交换量子消息的分布式计算。在演讲的第一部分,我调查了最近的结果[Taisuke Izumi和Francois Le Gall,2019年;Taisuke-Izumi等人,2020年;François Le-Gall和Frédéric Magniez,2018年;Francois-Le-Gall等人,2019;Xudong Wu和Penghui Yao,2022]以及一些较早的结果[Michael Ben-Or和Avinatan Hassidim,2005年;Seiichiro Tani等人,2012年]这显示了量子分布式算法的潜力。在第二部分中,我介绍了我们最近的工作[Xavier Coiteux-Roy等人,2023],展示了量子分布式算法在近似图着色方面的局限性。最后,我提到了量子分布式计算中有趣且重要的开放问题。

引用为

弗朗索瓦·勒加尔。量子分布式计算:潜力和局限(受邀演讲)。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第2:1页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{legall:LIPIcs.OPODIS.2023.2,author={弗兰·勒加尔{c} 操作系统},title={{量子分布式计算:潜力和局限}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={2:1--2:1},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2032.2下载},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194925},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.2},annote={关键词:量子计算,分布式算法,CONGEST模型,LOCAL模型}}
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邀请的谈话
分布式算法作为演绎学习的门户(受邀演讲)

作者:罗杰·瓦滕霍夫


摘要
丹尼尔·卡尼曼(Daniel Kahneman)在《思考快与慢》(Thinking Fast and Slow)一书中推广了人脑可以用两种不同模式思考的观点。快速模式是本能和自动的,而慢速模式是慎重和逻辑的。到2023年,人们可以说机器学习理解如何快速思考。深度神经网络在快速分类和回归数据方面非常成功。另一方面,思维迟缓仍是一个谜。大型语言模型可能会让人产生思维迟缓的错觉。然而,需要多个演绎步骤的提示通常超出了大型语言模型的能力。分布式算法有助于理解演绎推理。分布式算法通常由几个小步骤组成,迭代应用,每个步骤都很容易学习。因此,分布式计算可以为理解演绎、推断、推理和其他需要缓慢思考的东西提供一个有趣的桥梁。在演讲中,我们将讨论一些从图形生成到折纸折叠的激动人心的案例研究。

引用为

罗杰·瓦滕霍夫。分布式算法作为演绎学习的网关(邀请演讲)。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第3:1页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{wattenhofer:LIPIcs.OPODIS.2023.3,作者={Wattenhofer,Roger},title={{分布式算法作为演绎学习的网关}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},pages={3:1-3:1},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.3},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194936},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.3},annote={关键词:抽象视觉推理,基于智能体的推理,经典算法基准,可微状态寄存器,可解释图,图生成算法,整数序列,神经组合电路,递归网络算法,折纸折叠,Tatham难题}}
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可审计寄存器的同步能力

作者:Hagit Attiya、Antonella Del Pozzo、Alessia Milani、Ulysse Pavloff和Alexandre Rapetti


摘要
可审计性允许跟踪在寄存器上执行的所有读取操作。它抽象了数据所有者控制数据访问的需求,跟踪谁读取了哪些信息。这项工作考虑了审计的可能形式化及其对提供审计的可能性的影响。自然的定义是要求将所有写、读和审计操作线性化(原子审计)。本文表明,原子审计是一种强大的工具,因为它可以用于解决共识。可以使用原子审计解决一致性的进程数取决于可以读取或审计寄存器的进程数。如果只有一个读者或一个审核员(作者),那么可以在两个过程中达成共识。如果可能有多个读者和审核员,那么可以在相同数量的流程中达成共识。这意味着需要强大的同步原语来支持原子审计。当存在多个读取器或多个审计程序(但不是两者都有)时,我们给出了原子审计的实现,这些审计程序使用一致数为2的原语(交换和获取&添加)。当存在多个读者和多个审计师时,实现使用比较和交换。这些发现激发了一个较弱的定义,其中审计操作没有与读写操作(常规审计)一起线性化。我们证明,常规审计可以通过原子寄存器上的普通读写来实现。

引用为

Hagit Attiya、Antonella Del Pozzo、Alessia Milani、Ulysse Pavloff和Alexandre Rapetti。可审计寄存器的同步能力。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第4:1-4:23页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{attiya_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.4,author={Attiya、Hagit和Del Pozzo、Antonella和Milani、Alessia和Pavloff、Ulysse和Rapetti、Alexandre},title={{可审计寄存器的同步能力}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={4:1--4:23},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.4},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194940},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.4},annote={关键词:可审计性,原子寄存器,容错,一致数}}
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𝒪异步不透明发光机器人的(log{n})-时间均匀圆形成

作者:Caterina Feletti、Carlo Mereghetti和Beatrice Palano


摘要
我们研究了一个由n个机器人组成的分布式系统的均匀圆形成(UCF)问题,该系统需要在规则n-gon的顶点上进行置换。我们考虑了一个经过充分研究的自主、匿名、移动机器人模型,这些机器人通过“看-算-动”循环在飞机上动作。此外,机器人不知道系统的基数,它们是点状的、完全迷失方向的、不透明的和发光的。机器人之间的碰撞是不允许的。在文献中,这种模型的UCF问题已经在异步模式下通过确定性算法得到了解决,在最坏的情况下使用了恒定数量的浅色和𝒪(n)个纪元。在本文中,我们提供了一种用于解决异步机器人UCF问题的改进算法,该算法使用仍然保持恒定颜色数量的𝒪(log n)epoch。

引用为

Caterina Feletti、Carlo Mereghetti和Beatrice Palano。𝒪(log{n})-异步不透明发光机器人的时间均匀圆形成。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。《莱布尼茨国际信息学论文集》,第286卷,第5:1-5:21页,Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik(2024)


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@会议记录{feletti_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.5,author={Feletti、Caterina和Mereghetti、Carlo和Palano、Beatrice},title={{𝒪(log\{n\})-异步不透明发光机器人的时间均匀圆形成}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={5:1--5:21},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.5},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194956},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.5},annote={关键词:自主移动机器人,不透明机器人,发光机器人,图案形成}}
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多价值关联共识:十字军协议和收养承诺的新视角

作者:Hagit Attiya和Jennifer L.Welch


摘要
解决异步系统中容错一致性的算法通常依赖于诸如十字军协议、采用承诺和分级广播等原语,这些原语提供的一致性属性比一致性弱。尽管这些原语具有类似的风格,但它们是以特殊的方式分别定义和实现的。我们提出了一个新的问题,称为连接共识,它具有十字军协议、采纳承诺和分级广播等特殊情况,并将其推广到处理多值输入。通过将问题与图上的近似一致性联系起来,可以实现泛化。我们提出了三种在异步消息传递系统中实现多值连接一致性的算法,一种允许崩溃故障,另一种允许恶意(未经认证的拜占庭)故障。我们将绑定的定义扩展到多值输入情况,绑定是最近被确定为支持二进制一致性算法的一个理想属性,该算法对自适应对手是正确的,并表明我们的所有算法都满足该属性。我们的崩溃恢复算法具有故障恢复能力和时间复杂度,我们证明它是最优的。当限制为二进制输入时,该算法比以前的算法提高了时间复杂度。我们针对恶意故障的两种算法权衡了故障恢复能力和时间复杂性。第一种算法具有时间复杂度,我们证明它是最优的,但故障恢复性较差,而第二种算法具有故障恢复性,我们证明是最优的但时间复杂度较差。当限制为二进制输入时,第二种算法的时间复杂度(以及弹性)与之前的算法相匹配。本文的贡献首先是深入了解了常用于解决容错一致性基本问题的原语之间的联系,其次是这些原语的实现,这些原语有助于改进一致性算法。

引用为

Hagit Attiya和Jennifer L.Welch。多价值关联共识:十字军协议和收养承诺的新视角。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第6:1-6:23页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学院(2024)


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@会议记录{attiya_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.6,author={Attiya、Hagit和Welch、Jennifer L.},title={{多值关联共识:十字军协议和采纳承诺的新视角},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={6:1--6:23},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.6},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194967},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.6},annote={关键词:分级广播、分级广播、绑定、近似协议}}
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不公平对抗下的能量约束可编程物质

作者:贾米森·韦伯(Jamison W.Weber)、蒂什亚·查布拉(Tishya Chhabra)、安德烈亚·里查(Andraéa W.Richa)和约书亚·达伊穆德(Joshua J.Daymude)


摘要
可编程物质的各个模块通过消耗能量来执行动作,从而参与系统的集体行为。然而,并非所有模块都可以接入为系统供电的外部能源,因此需要采用本地和分布式策略为模块供电。在这项工作中,我们为可编程物质的标准变形金刚模型提出了一个通用的能量分布框架,该框架将不依赖能量的算法转换为具有等效行为和𝒪(n²)-轮运行时开销-即使在不公平的对手下-前提是原始算法满足某些约定。然后,我们证明了现有的领导者选举(ICDCN 2023)和形状形成(分布式计算,2023)的变形金刚算法与该框架兼容,并对其能量受限的对应算法进行了仿真,演示如何将其他不公平算法推广到能量受限的环境中,所需的工作量相对较小。最后,我们表明,我们的能量分配框架可以与amoebot算法的并发控制框架(分布式计算,2023)组合,允许算法设计者专注于更简单的能量无关的顺序设置,但获得能量受限的异步正确性的普遍适用性。

引用为

贾米森·韦伯(Jamison W.Weber)、蒂什亚·查布拉(Tishya Chhabra)、安德烈亚·里查(Andraéa W.Richa)和约书亚·达伊穆德(Joshua J.Daymude)。不公平对手下的能量受限可编程物质。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第7:1-7:21页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{weber_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.7,author={Weber,Jamison W.和Chhabra,Tishya和Richa,Andr’{e} 一个W.和Daymude,Joshua J.},title={不公平对抗下的能量约束可编程物质}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页码={7:1-7:21},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.7},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194971},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.7},annote={关键词:可编程物质,amoebot模型,能量分配,并发}}
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一种用于事务排序的公平且有弹性的分散时钟网络

作者:安德烈·康斯坦丁斯库(Andrei Constantinescu)、戴安娜·吉纳(Diana Ghinea)、利奥巴·海姆巴赫(Lioba Heimbach)、王子林(Zilin Wang)和罗杰·瓦滕霍夫(Roger Wattenhofer)


摘要
传统区块链设计使矿工或验证者能够完全控制交易顺序,即他们可以自由选择要包括或排除的交易以及交易顺序。虽然最初不是一个问题,但分散金融的出现引入了新的交易顺序依赖性,允许控制订单的各方通过预先运行他人的交易来盈利。在这项工作中,我们提出了分散时钟网络,这是一种实现公平交易排序的新方法。用户将其交易提交到网络的时钟,该时钟运行一个协议协议,该协议为每个交易提供一个接收时间戳,然后该时间戳用于定义交易的顺序。通过将协议与订购分离,与其他可用的解决方案相比,我们的协议高效且设计更简单。此外,我们的协议为区块链世界带来了异步回退的范例,其中算法在同步使用期间具有更强的公平性保证,仅在网络延迟增加时切换到异步模式。

引用为

安德烈·康斯坦丁斯库(Andrei Constantinescu)、戴安娜·吉纳(Diana Ghina)、利奥巴·海姆巴赫(Lioba Heimbach)、王子林(Zilin Wang)和罗杰·瓦滕霍夫(Roger Wattenhofer)。用于交易排序的公平且有弹性的分散时钟网络。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。《莱布尼茨国际信息学论文集》,第286卷,第8:1-8:20页,Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik(2024)


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@会议记录{constantescu_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.8,author={康斯坦丁斯库、安德烈和吉纳、戴安娜和亨巴赫、利奥巴和王、兹林和瓦滕霍夫、罗杰},title={{交易排序的公平且有弹性的分散时钟网络}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={8:1--8:20},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.8},URN={URN:nbn:de:0030-drops-194989},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.8},annote={关键词:中位数有效性、区块链、公平排序、前沿运行预防、矿工可提取价值}}
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抽象MAC层中的拜占庭共识

作者:刘易斯·曾荫权(Lewis Tseng)和凯莉·萨迪纳(Callie Sardina)


摘要
本文研究了在配备“抽象MAC层”[DEC09]的异步单跳网络中拜占庭一致性算法的设计,该层捕获了现代无线MAC协议的核心属性。Newport[PODC14]、Newport和Robinson[DISC18]以及Tseng和Zhang[PODC22]在模型中研究了容错共识。在我们的设置中,拜占庭故障节点可能会任意行为,但它无法打破底层抽象MAC层提供的保证。据我们所知,我们是第一个在这个模型中研究拜占庭断层的人。我们利用抽象MAC层的能力开发了拜占庭近似一致性算法和拜占庭随机二进制一致性算法。我们的两个算法只需要知道故障节点数f的上限,而不需要知道节点数n。这证明了抽象MAC层的“威力”,因为传统消息传递模型中的一致性算法需要知道n和f。此外,我们表明,为了达成共识,需要知道f。因此,从这个角度来看,我们的算法需要最少的知识。缺乏n的知识带来了显式识别仲裁的挑战,这是传统消息传递算法中的常见技术。我们算法的一个关键技术创新是识别“隐含配额”,这些配额具有达成共识所需的信息。配额是隐含的,因为节点不知道配额的身份——这种概念仅用于分析。

引用为

刘易斯·曾荫权(Lewis Tseng)和卡莉·萨迪纳(Callie Sardina)。抽象MAC层中的拜占庭共识。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第9:1-9:16页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{tseng_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.9,author={Tseng,Lewis和Sardina,Callie},title={{抽象MAC层中的拜占庭共识}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={9:1--9:16},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.9},URN={URN:nbn:de:00030-drops-194992},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.9},annote={关键词:拜占庭,随机共识,近似共识,抽象MAC}}
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离散增量投票

作者:科林·库珀(Colin Cooper)、托马斯·拉齐克(Tomasz Radzik)和武哈鲁·西拉加(Takeharu Shiraga)


摘要
我们考虑一种适用于离散数字意见的拉式投票,可以在线性范围内进行比较,例如,1(“强烈反对”)、2(“不同意”)、…、5(“强烈同意”)。在观察随机邻居的意见时,如果不同,顶点会逐渐向邻居意见的值改变其意见。对于从集合{1,2,…,k}中得出的意见,如果邻居的意见较大,则顶点的意见将更改为+1,如果邻居意见较小,则更改为-1。目前尚不清楚如何预测这个过程的结果,但我们观察到,系统的总权重,即所有顶点的个人意见之和,是一个鞅。这使得我们可以分析某些类稠密扩张函数的结果,例如完备图K_n和适当大p的随机图G{n,p}。如果原始意见的平均值满足某个整数i的i≤c≤i+1,则意见i获胜的渐近概率为i+1-c,意见i+1获胜的概率是c-i。在概率较高的情况下,获胜的意见不能是i或i+1以外的意见。为了对比这一点,我们表明,对于路径和最初沿路径以非降序排列的意见0、1、2,结果是非常不同的。只要两个极端观点0和2中的每一个最初都由恒定的顶点分数支持,任何观点都可以以恒定的概率获胜。

引用为

科林·库珀(Colin Cooper)、托马斯·拉德齐克(Tomasz Radzik)和武哈鲁·西拉加(Takeharu Shiraga)。离散增量投票。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第10:1-10:22页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{cooper_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.10,author={Cooper、Colin和Radzik、Tomasz和Shiraga、Takeharu},title={{离散增量投票}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={10:1--10:22},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.10},URN={URN:nbn:de:0030-drops-19505},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.202.310},annote={Keywords:随机分布进程,拉投票}}
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图形游戏中的收敛时间:一种局部敏感方法

作者:Juho Hirvonen、Laura Schmid、Krishnendu Chatterjee和Stefan Schmid


摘要
图形游戏是一个有用的框架,用于建模通过底层拓扑连接且其行为相互影响的(自私)代理的交互。它们有广泛的应用,从计算机科学到经济学和生物学。然而,即使一个代理的回报仅取决于图形游戏中其直接邻居的行为,计算纳什均衡,特别是对“自然”局部动力学的收敛时间作出声明,也是极具挑战性的。在这项工作中,我们通过建立与局部图算法(分布式计算的一个子领域)的连接,提出了一种对图形游戏中纳什均衡复杂性进行分类的新方法。特别地,我们观察到图形游戏的平衡点等价于图中的局部可验证标号(LVL);顶点标记,可通过恒速局部算法进行验证。这种联系使我们能够导出图形游戏中最佳响应动力学的收敛到平衡时间的新下限。由于我们确定分布式收敛有时可能会很慢,因此我们还引入了一个直观的概念,即最佳响应的“时间约束”无效性,并给出了界限。我们举例说明了如何将我们的结果用于实现确保最佳响应收敛到纳什均衡的机制。因此,我们的结果也揭示了图形游戏的防策略算法的收敛性,这一点目前还没有很好的理解。

引用为

Juho Hirvonen、Laura Schmid、Krishnendu Chatterjee和Stefan Schmid。图形游戏中的收敛时间:一种局部敏感方法。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第11:1-11:24页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学院(2024)


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@会议记录{hirvonen_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.11,author={赫沃宁、胡霍和施密德、劳拉和查特吉、克里希南多和施密特、斯特凡},title={{关于图形游戏中的收敛时间:局部敏感方法}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={11:1--11:24},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODI.2023.11},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195015},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.11},annote={关键词:分布式计算,纳什均衡,机制设计,最佳响应动力学}}
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吃三明治:模块化和轻量级地消除事务重新排序攻击

作者:Orestis Alpos、Ignacio Amores Sesar、Christian Cachin和Michelle Yeo


摘要
传统区块链赋予区块矿工完全控制权,不仅是对哪些交易,还对其订单进行控制。这是引入分散融资后发现的一个主要缺陷,允许矿工进行MEV攻击。在本文中,我们通过提供一种结构来解决三明治攻击问题,该结构将区块链协议作为输入,并输出具有相同安全性但三明治攻击无利可图的新区块链协议。此外,我们的协议是完全分散的,没有可信的第三方或繁重的加密原语,延迟线性增加,计算开销最小。

引用为

Orestis Alpos、Ignacio Amores-Sesar、Christian Cachin和Michelle Yeo。吃三明治:模块化和轻量级消除事务重新排序攻击。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第12:12:22页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学院(2024)


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@会议记录{alpos_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.12,author={Alpos、Orestis和Amores-Sesar、Ignacio和Cachin、Christian和Yeo、Michelle},title={{吃三明治:模块化轻量级消除交易重新排序攻击}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={12:1--12:22},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.12},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195029},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.12},annote={关键词:共识、MEV、拜占庭行为、理性行为}}
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改进的随机着色分布式算法

作者:Charlie Carlson、Daniel Frishberg和Eric Vigoda


摘要
马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)算法是从高维分布中采样的一种广泛使用的算法工具,一个显著的例子是图形模型的均衡分布。Glauber动力学,也称为Gibbs采样器,是MCMC算法的最简单示例;链的转换在每一步都会在随机选择的坐标处更新配置。一些工作已经研究了Glauber动力学的分布式版本,我们将这些工作扩展到更一般的马尔可夫链家族。MCMC算法研究中的一个重要组合问题是随机着色。给定一个最大度Δ的图G和一个整数k≥Δ+1,目标是生成G的随机真顶点k着色。Jerrum(1995)证明了当k>2Δ时,Glauber动力学具有O(nlog{n})混合时间。Fischer和Ghaffari(2018)以及独立的Feng、Hayes和Yin(2018)提出了Glauber动力学的并行分布式版本,对于任意ε>0,其在k>(2+ε)Δ时收敛于O(log{n})轮。对于固定δ>0,我们将此结果改进为k>(11/6-δ)Δ。这与在顺序设置中对一般图形的颜色进行随机采样的现有技术相匹配。鉴于之前的工作侧重于Glauber动力学的分布式变体,我们的工作呈现了由Vigoda(2000)提出的更一般翻转动力学的并行和分布式版本(并由Chen、Delcourt、Moitra、Perarnau和Postle(2019)进行了改进),该版本在每个步骤中对局部最大双色分量重新着色。

引用为

Charlie Carlson、Daniel Frishberg和Eric Vigoda。改进的随机着色分布式算法。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第13:1-13:18页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{carlson_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.13,author={Carlson、Charlie和Frishberg、Daniel和Vigoda、Eric},title={{改进的随机着色分布式算法}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={13:1--13:18},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.13},URN={URN:nbn:de:00030-drops-195030},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.13},annote={关键词:分布式图形算法,局部算法,着色,Glauber动力学,采样,马尔可夫链}}
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发烧:最佳响应视图同步

作者:安德鲁·刘易斯·佩伊和伊塔·亚伯拉罕


摘要
视图同步是部分同步模型中许多现代拜占庭容错状态机复制(SMR)系统的重要组成部分。粗略地说,视图同步的效率被测量为从在一个正确的领导者的视图中同步到在下一个正确的领导者的视图中同步所需的单词复杂性和延迟。视图同步的效率已成为SMR系统整体效率的主要瓶颈。一个关键问题仍然悬而未决:是否存在具有渐近最优二次最坏情况字复杂度的视图同步协议,当在连续正确的领导者之间移动时,该协议也能获得线性复杂度和响应性?我们用一种新的视图同步协议(假设部分初始时钟同步)肯定地回答了这个问题,该协议称为Fever。如果n是处理器的数量,t是最大整数<n/3,则Fever具有弹性t,并且在所有执行中,拜占庭方最多为0≤f≤t,GST后网络延迟最多为δ≤Δ(其中f和δ未知),Fever具有最坏情况下的字复杂度O(fn+n)和最坏情况下的延迟O(Δf+δ)。

引用为

安德鲁·刘易斯·佩伊和伊塔·亚伯拉罕。发烧:最佳响应视图同步。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第14:1-14:16页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{lewispye_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.14,作者={刘易斯·佩伊,安德鲁和亚伯拉罕,伊泰},title={{发烧:最佳响应视图同步}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={14:1--14:16},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.14},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195041},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.14},annote={Keywords:分布式系统,状态机复制}}
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Nova:安全的堆外内存分配和回收

作者:Ramy Fakhoury、Anastasia Braginsky、Idit Keidar和Yoav Zuriel


摘要
近年来,我们开始看到基于Java的系统为满足其大数据需求而采用堆外分配。到目前为止,这些系统依赖于简单的临时垃圾收集解决方案,这限制了堆外数据的使用。本文介绍了安全堆外内存分配和回收(SOMAR)的抽象,这是一种在其他托管环境中用于堆外数据的线程安全内存分配和回收方案。SOMAR允许多线程Java程序无缝使用堆外内存。为了实现这个抽象,我们提出了Nova,Novel Off-heap Versioned Allocator,一个无锁的SOMAR实现。我们的实验表明,Nova可以用于在Java数据结构中存储堆外数据,其性能优于由Java的自动GC管理的数据结构。我们进一步将Nova集成到开源Oak并发映射库中,这允许Oak在访问数据结构时回收密钥。

引用为

Ramy Fakhoury、Anastasia Braginsky、Idit Keidar和Yoav Zuriel。Nova:安全的非堆内存分配和回收。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第15:1-15:20页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆·福尔信息学研究所(2024)


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@会议记录{fakhoury_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.15,author={Fakhoury、Ramy和Braginsky、Anastasia和Keidar、Idit和Zuriel、Yoav},title={{Nova:安全的非堆内存分配和回收}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={15:1--15:20},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.15},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195052},doi={10.4230/LIPIcs.OPODI.2023.15},annote={关键词:内存回收、并发、性能、堆外分配}}
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稀疏图中改进的确定性分布最大权重独立集逼近

作者:尤瓦尔·吉尔


摘要
我们为稀疏图中的最大权重无关集(MWIS)设计了新的确定性CONGEST近似算法。作为我们的主要结果,在最大度Δ和荫度α的图中,我们得到了新的Δ(1+ε)-近似算法以及近似比严格依赖于α的算法。对于(确定性)Δ(1+ε)-近似,当前的最新技术是由于Faour等人[SODA 2023]最近的一项突破,该突破显示了一种O(log²(ΔW)●log(1/ε)+log ^{*}n)-round算法,其中W是最大节点权重(该界限转换为O(对数²n)log(1/1ε。对于依赖α的近似,通过将Faour等人的上述算法与Kawarabayashi等人提出的方法相结合,可以导出具有运行时O(log³nílog(1/ε))的确定性CONGEST(8(1+ε)●α)近似算法。[DISC 2020年]。我们的主要结果如下。-一种确定性CONGEST算法,用于计算任意常数τ>0时MWIS在O(log-nlogα)轮中的α^{1+τ}-近似。据我们所知,这是迄今为止用于MWIS的任何确定性非平凡近似算法中运行速度最快的。此外,对于α=Δ^{1-∈(1。-一种确定性CONGEST算法,用于计算任意(理想的较小)常数τ>0时,在O(α^{τ}log n)轮中MWIS的O(α)-近似。在α=O(polylog n)的情况下,这改进了最著名的确定性O(α)近似算法的运行时间。这也导致了具有运行时间O(α^{τ}log nlog(1/ε))的确定性Δ(1+ε)近似算法,在α=O(polylog n)的情况下,该算法改进了Faour等人的运行时间。-一种确定性CONGEST算法,用于计算O(αlog n)轮MWIS的(⌊(2+ε)α⌋)-近似值。这通过一个常数因子改进了已知的α相关近似比。-一种确定性CONGEST算法,它在有向图中计算MWIS在时间O(d²+log^{*}n)中的2d²-近似值,最大出度为d。由于Czygrinow等人[DISC 2008]和Lenzen和Wattenhofer[DISC 2008]的下限,对n的依赖性(渐近)是最优的。我们注意到,我们所有算法的一个关键要素是一种新的确定性方法,该方法计算诱导子图稀疏的高权重节点子集。

引用为

尤瓦尔·吉尔。稀疏图中改进的确定分布最大权无关集逼近。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第16:1-16:20页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{gil:LIPIcs.OPODIS.2023.16,作者={吉尔,尤瓦尔},title={{稀疏图中改进的确定分布最大权无关集逼近}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={16:1--16:20},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.16},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195067},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.16},annote={关键词:近似算法,稀疏图,CONGEST模型}}
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具有多对数步长复杂性的无等待Deque

作者:Shalom M.Asbell和Eric Ruppert


摘要
以前所有双端队列无锁实现上的操作的摊销步长复杂性在进程数上是线性的。本文提出了第一个并发双端队列,其中每个操作的摊余步长复杂度是多对数的。由于堆栈是双端队列的特例,这也是第一个具有多对数步长复杂性的并发堆栈。实现是无等待的,摊销的步骤复杂度是每操作O(log²p+log q),其中p是进程数,q是双端队列的大小。

引用为

Shalom M.Asbell和Eric Ruppert。具有多对数步长复杂度的无等待Deque。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第17:1-17:22页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆·福尔信息学研究所(2024)


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@会议记录{asbell_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.17,author={Asbell,Shalom M.和Ruppert,Eric},title={{具有多对数步长复杂性的无等待Deque}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={17:1--17:22},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.17},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195073},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.17},annote={关键词:无锁、无等待、双端队列、Deque、堆栈、空格边界、多对数、线性化}}
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可靠的广播,尽管移动拜占庭故障

作者:西尔维娅·博诺米(Silvia Bonomi)、乔瓦尼·法里纳(Giovanni Farina)和塞巴斯蒂安·蒂谢伊(Sébastien Tixeuil)


摘要
我们研究了受拜占庭移动故障影响的分布式系统中拜占庭可靠广播和拜占庭广播频道问题的可解性。我们表明,这两个问题都无法解决,即使是在迄今为止定义的最受约束的移动拜占庭断层系统模型中。通过赋予进程一个额外的本地故障预言器,我们为拜占庭广播频道问题提供了一个解决方案。

引用为

Silvia Bonomi、Giovanni Farina和Sébastien Tixeuil。尽管存在移动拜占庭故障,但广播仍可靠。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第18:1-18:23页,达格斯图尔宫-莱布尼兹-泽特鲁姆-富尔信息学(2024)


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@会议记录{bonomi_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.18,author={Bonomi、Silvia和Farina、Giovanni和Tixeuil,S{e} 巴斯蒂安},title={{尽管存在移动拜占庭断层,但仍能可靠广播}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={18:1--18:23},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODI.2023.18(网址:https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODI.2023.18)},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195083},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.18},annote={关键词:拜占庭容错、可靠广播、移动拜占庭故障}}
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可能的近似协调

作者:阿里尔·利夫希茨和约拉姆·摩西


摘要
我们研究在消息到达时间无界但由指数概率分布决定的分布式系统中如何协调独立代理的行为。在这种模型中执行的异步协议保证以1的概率成功。我们演示了一个可以显著改进最佳异步协议的案例。具体来说,我们关注的是不同主体以线性时间顺序执行动作的任务——这是文献中称为有序响应的问题。在异步系统中,确保这样的排序需要构建一个消息链,该消息链按顺序通过每个代理。在我们的模型中以这种方式求解有序响应将在参与代理n的数量线性增长的时间内终止。我们表明,稍微放宽规范可以显著节省时间。也就是说,如果有序响应应该得到高概率的保证(任意接近1),则有可能显著缩短协议的预期执行时间。我们提出了两个遵循宽松规范的协议。当参与代理n的数量很大时,我们的一个协议的执行速度比消息链快得多,而另一个协议大约快得多。对于较小的n值,也可以通过使用混合协议实现类似的结果。

引用为

Ariel Livshits和Yoram Moses。可能的近似协调。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第19:1-19:21页,达格斯图尔宫-莱布尼兹-泽特鲁姆-富尔信息学(2024)


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@会议记录{livshits_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.19,author={利夫希茨、阿里尔和摩西、约拉姆},title={{可能近似协调}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={19:1--19:21},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.19},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195090},doi={10.4230/LIPIcs.OPODI.2023.19},annote={关键词:分布式协调,有序响应,指数分布延迟}}
文件
吸收淹没:复杂网络上异构带宽的有效协议

作者:Junghyun Lee、Laura Schmid和Se-Young Yun


摘要
多武器盗贼被广泛用于对顺序决策进行建模,使其在许多现实应用中无处不在,例如在线推荐系统和无线网络。我们考虑一个多智能体设置,其中每个智能体解决他们自己的土匪实例,并赋予不同的武器。他们的目标是在给定网络上通过某种通信协议进行协作时,最大限度地减少团队的遗憾。以前关于这个问题的文献只分别考虑了arm异构性和网络代理。在这项工作中,我们引入了一个包含这两个功能的设置。对于这种新颖的设置,我们首先对结合经典UCB策略的标准洪泛协议进行了严格的遗憾分析。然后,为了缓解复杂网络中洪泛引起的高通信成本问题,我们提出了一种新的协议,称为吸收洪泛(FwA)。我们对由此产生的后悔界限进行了理论分析,并讨论了使用FwA进行溢流的优点。最后,我们在包括动态网络在内的各种场景中进行了实验验证,与其他网络协议相比,尽管遗憾的性能损失最小,但FwA仍能显著降低通信成本。

引用为

李准贤、劳拉·施密德和赛英云。吸收泛洪:复杂网络上异构带宽的有效协议。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第20:1-20:25页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{lee_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.20,author={Lee、Junghyun和Schmid、Laura和Yun、Se-Young},title={{吸收泛洪:复杂网络上异构带宽的有效协议}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={20:1--20:25},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.20},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195100},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.20},annote={关键词:多武装盗贼,多代理系统,协作学习,网络协议,洪水}}
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具有不可靠信道的容错计算

作者:亚历杭德罗·纳赛尔·帕斯托里亚、格雷戈里·乔克勒和亚历克谢·戈茨曼


摘要
我们研究了消息传递系统中基本容错原语的实现,例如共识和寄存器,这些系统会出现进程崩溃和广泛的通信故障。我们的结果描述了实现这些原语作为连接约束和同步假设函数的必要和充分条件。我们的主要贡献是为部分同步一致性提供了一种新算法,该算法对进程崩溃和通道故障具有弹性,并且在连接性要求方面是最佳的。与之前的工作相比,我们的算法假设了最一般的消息丢失模型,其中故障信道是片状的,即可能丢失消息,而不保证公平性。这种故障模型对一致性算法来说尤其具有挑战性,因为它排除了基于领导预言和故障检测器的标准解决方案。为了避免这一限制,我们使用最近提出的视图同步器抽象的一种新变体构建了我们的解决方案,我们将其用于具有片状通道的防撞设置。

引用为

Alejandro Naser-Pastoriza、Gregory Chockler和Alexey Gotsman。具有不可靠信道的容错计算。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第21:1-21:21页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{naserpastoriza_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.21,author={Naser-Pastoriza、Alejandro和Chockler、Gregory和Gotsman、Alexey},title={{具有不可靠通道的容错计算}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={21:1--21:21},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.21},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195118},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.21},annote={关键词:共识、网络分区、活跃度、同步器}}
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支持模型中的局部递归问题

作者:阿坎沙·阿格拉瓦尔(Akanksha Agrawal)、约翰·奥古斯丁(John Augustine)、大卫·佩莱(David Peleg)和斯里克坎斯·拉马钱德兰(Srikkanth Ramachandran)


摘要
我们研究了Schmid和Suomela引入的分布式计算支持模型[Schmid and Suomela,2013],它推广了LOCAL和CONGEST模型。在这个框架中,同一问题的多个实例,它们所应用的子网络不同。随着时间的推移重复出现,需要在线高效解决。要做到这一点,可以依赖于初始预处理阶段来计算一些有用的信息。在某些情况下,此预处理阶段可以获得改进的分布式算法,从而克服基于位置的时间下限。我们的主要贡献是通过处理同一问题的多个重复出现的实例,扩展了SUPPORTED模型适用的问题类别,这些实例因特定于问题的输入而彼此不同,而不仅仅是它们适用的子网络。我们通过考虑两个扩展问题类来说明这一点。第一类表示为PCS,涉及需要为网络的客户端节点提供服务的问题,并且每个重复出现的实例都适用于某些部分客户端集。第二类称为PFO,涉及这样的情况,即问题的每个重复实例都包含一个部分固定的输出,需要完成该输出以获得完全一致的解决方案。特别地,我们提出了支配集问题和着色问题的一些自然循环变体,这些变体在分布式环境中特别有趣。对于这些问题,我们表明有关拓扑的信息可以用于克服基于位置的下限。对于简单的路径情况,我们还对SUPPORTED模型中局部可检查标签的圆形复杂性进行了分类。最后,我们提出了一些有趣的开放问题和解决这些问题的部分结果。

引用为

阿坎沙·阿格拉瓦尔(Akanksha Agrawal)、约翰·奥古斯丁(John Augustine)、大卫·佩莱(David Peleg)和斯里克坎斯·拉马钱德兰(Srikkanth Ramachandran)。SUPPORTED模型中的局部递归问题。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第22:1-22:19页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{agrawal_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.22,author={Agrawal、Akanksha和Augustine、John和Peleg、David和Ramachandran、Srikkanth},title={{SUPPORTED模型中的局部递归问题}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={22:1--22:19},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.22},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195124},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.22},annote={关键词:分布式算法,本地模型,支持模型}}
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具有WebAssembly和TEE的可信分布式系统的整体方法

作者:Jämes Ménétrey、Aeneas Grüter、Peterson Yuhala、Julius Oeftiger、Pascal Felber、Marcelo Pasin和Valerio Schiavoni


摘要
发布/订阅系统在实现分布式和大规模架构中众多设备之间的通信方面发挥着关键作用。虽然被广泛采用,但保护此类系统通常会以可移植性换取额外的完整性和认证保证。可信执行环境(TEE)提供了一种具有飞地的潜在解决方案,以增强安全性和信任。然而,TEE的应用程序开发是复杂的,许多现有的解决方案都与特定的TEE架构绑定在一起,限制了适应性。当前的通信协议也不充分地管理认证证据或暴露重要的认证信息。本文介绍了一种使用WebAssembly解决这些问题的新方法,这是当今学术界和业界关注的关键使能技术。我们提出了一种可移植的、经过充分验证的发布/订阅中间件系统的设计,作为在不同系统之间进行可信和分布式通信的整体方法。基于此建议,我们在Intel SGX中实现并深入评估了一个完全免费的发布/订阅代理,该代理在WebAssembly中编译,构建在行业竞争激烈的框架和标准之上,即MQTT和TLS协议。我们的扩展TLS协议保护了认证信息的隐私以及其他好处。我们的实验结果显示了大多数开销,表明使用可信代理时消息吞吐量减少了1.55倍。我们将这项工作的贡献开源给研究社区,以促进实验再现性。

引用为

Jämes Ménétrey、Aeneas Grüter、Peterson Yuhala、Julius Oeftiger、Pascal Felber、Marcelo Pasin和Valerio Schiavoni。具有WebAssembly和TEE的可信分布式系统的整体方法。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第23:1-23:23页,达格斯图尔宫-莱布尼兹-泽特鲁姆-富尔信息学(2024)


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@会议记录{menetrey_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.23,作者={M\'{e} n个\'{e} 树,J\“{a} mes公司和Gr\“{u} 特埃涅阿斯和尤哈拉、彼得森和厄夫提格、朱利叶斯和费尔伯、帕斯卡和帕辛、马塞洛和斯齐亚沃尼、瓦莱里奥},title={{具有WebAssembly和TEEs}}的值得信赖的分布式系统的整体方法,booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页码={23:1--23:23},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.23},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195132},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.23},annote={关键词:发布/订阅、WebAssembly、认证、TLS、可信执行环境、云边缘连续}}
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交换的可恢复和可检测自我实现

作者:托默·列夫·雷曼、哈吉特·阿提亚和丹尼·亨德勒


摘要
可恢复算法通过使用非易失性内存来容忍进程的故障和恢复。特别令人感兴趣的是关键操作的自我实现,其中可恢复操作是从其不可恢复的对应项(除了读和写之外)实现的。本文介绍了掉期操作的两种自我实现。一个在系统范围的故障模型中工作,其中所有进程一起故障并恢复,另一个在独立故障模型中,其中每个进程崩溃并独立于其他进程恢复。这两种算法在无故障执行中都是无等待的,但它们的恢复代码是阻塞的。我们证明了这是独立故障模型固有的。对于使用干扰函数实现可区分操作,证明了不可能的结果,尤其适用于交换的可恢复自实现。

引用为

托默·列夫·雷曼(Tomer Lev Lehman)、哈吉特·阿提亚(Hagit Attiya)和丹尼·亨德勒(Danny Hendler)。交换的可恢复和可检测自我实现。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第24:1-24:22页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{levelhman_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.24,author={Lev Lehman、Tomer和Attiya、Hagit和Hendler、Danny},title={交换的可恢复和可检测的自实现}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={24:1--24:22},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.24},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195140},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.24},annote={关键词:多核算法,持久内存,非易失性内存,可恢复对象,可检测}}
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无声可编程物质:涂层

作者:阿尔弗雷多·纳瓦拉和弗朗西斯科·皮塞利


摘要
所谓可编程物质(PM)通常是指一个由弱的自组织计算实体组成的系统,称为粒子,可以通过分布式算法对其进行编程,以共同完成一些全局任务。我们考虑SILBOT模型,其中粒子被建模为有限状态自动机,生活和操作在六边形网格的细胞中。粒子都是相同的,执行相同的确定性算法,该算法基于对周围环境的局部观察,最多两个跳跃。粒子是异步的,没有任何直接的通信手段,迷失方向,但有共同的利手性,即手性。在这样一个基本模型中,我们考虑了PM的一个基本原语,即Coating:一组n个粒子必须移动,以确保占据网格中一些相连单元的对象的封闭环境。我们提出了一个最优的确定性分布式算法,并提供了正确性证明,即在θ(n²)中轮次解决了涂层问题,其中轮次涉及每个粒子至少激活一次的最小时间窗口。

引用为

阿尔弗雷多·纳瓦拉和弗朗西斯科·皮塞利。无声可编程物质:涂层。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第25:1-25:17页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{navarra_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.25,作者={纳瓦拉、阿尔弗雷多和皮塞利、弗朗西斯科},title={{无声可编程物质:涂层}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={25:1--25:17},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.25},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195150},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.25},annote={关键词:可编程物质,涂层,异步,Stigmergy}}
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分布式树验证消息复杂性的严格限制

作者:Shay Kutten、Peter Robinson和Ming Ming Tan


摘要
我们考虑在KT_ρ(节点知道其ρ-hop邻域,包括节点id)和KT₀(节点不知道此知识)模型中验证通信网络的给定子图是否形成具有特定属性的树的消息复杂性。我们开发了一个相当通用的框架,有助于为各种树验证问题建立严格的下限。我们还考虑了两个不同的验证要求:即在输入不正确的情况下,每个节点都检测到,以及至少一个节点检测到的要求。在我们假设每个节点都知道图中节点的数量n(在某些情况下)或n的α近似值(在其他情况下)的意义上,结果比以前的结果更强。对于生成树验证,我们表明消息复杂性本质上取决于给定近似值n的质量:对于α≥√2的情况,我们显示了Ω(n²)的紧下界,而对于给定更紧近似值的节点,则显示了更好的上界(即O(n log n))。另一方面,我们的框架也给出了验证最小生成树(MST)的消息复杂度的Ω(n²)下界,揭示了ST验证和MST验证之间的多项式分离。这一结果适用于对网络大小有完美了解的随机算法,即使只有一个节点检测到非法输入,也能改善Kor、Korman和Peleg(2013)的工作。为了验证d-近似BFS树,我们证明了即使节点精确知道n,相同的下界仍然成立,但是,下界对拉伸参数d敏感。首先,在KT₀假设下,当d≤n/(2+Ω(1))时,我们在LOCAL模型中给出了Ω(n²)的紧消息复杂度下界。对于KT_ρ假设,当d≥(n-1)/max{2,ρ+1}时,我们获得了CONGEST模型中O(nlog n)的消息复杂度的上界,并使用一个新的充电参数表明,即使在基于比较的算法的LOCAL模型中,也需要Ω((1/ρ)(n/ρ)^{1+c/ρ})消息。对于研究得很好的KT₁的特例,我们得到了Ω(n²)的一个紧下界。

引用为

谢·库滕(Shay Kutten)、彼得·罗宾逊(Peter Robinson)和谭明明(Ming Ming Tan)。分布式树验证消息复杂性的严格限制。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第26:1-26:22页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{kutten_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.26,author={Kutten、Shay和Robinson、Peter和Tan、Ming Ming},title={{分布式树验证消息复杂性的严格限制}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页码={26:1-26:22},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.26},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195163},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2032.26},annote={关键词:分布式图形算法,下限}}
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多项式时间局部决策

作者:伊登·阿尔德马·祖瓦(Eden Aldema Tshuva)和罗特姆·奥斯曼(Rotem Oshman)


摘要
分布式局部决策领域研究局部网络算法的威力,其中每个网络只能看到自己的局部邻域,并且必须基于此受限信息采取行动。传统上,假设网络的节点具有无限的局部计算能力,这使得该模型与集中的效率概念(即类𝖯)不可比拟在这项工作中,我们通过研究要求节点具有计算效率的局部算法来缩小这一差距:我们分别介绍了多项式时间局部决策和非确定性多项式时间局部决定的类PLD和NPLD,并将它们与集中式复杂度类𝖯进行了比较和NP,以及分布式类LD和NLD,它们分别对应于局部确定性决策和非确定性决策。我们表明,对于确定性算法,要求计算效率和分布式效率可能比单独要求更具限制性:如果节点不知道网络大小,则PLD LD𝖯无条件保持;如果所有节点都知道网络的大小,那么在广泛相信的复杂性假设下(UP≠coUPñ𝖯),同样的分离也成立。然而,当引入不确定性时,这种区别消失了,NPLD=NLDNP。为了完成这幅图,我们将类PLD和NPLD扩展到类似于集中式多项式层次结构的层次结构中,并且我们刻画了它与集中式多项式层次结构和Balliu、D'Angelo、Fraignaud和Olivetti的分布式局部决策层次结构的连接。

引用为

伊登·阿尔德马·祖瓦(Eden Aldema Tshuva)和罗特姆·奥斯曼(Rotem Oshman)。多项式时间局部决策。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第27:1-27:17页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{aldematshuva_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.27,author={Aldema Tshuva、Eden和Oshman、Rotem},title={{多项式时间局部决策}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={27:1--27:17},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.27},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195179},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.27},annote={关键词:局部决策,多项式时间,LD,NLD}}
文件
论异步、记忆和通信:分离与景观

作者:Paola Flocchini、Nicola Santoro、Yuichi Sudo和Koichi Wada


摘要
由一组相同的移动计算实体(称为机器人)组成的团队在欧几里德空间中以Look-Compute-Move(LCM)循环进行分布式计算研究,最近的重点是更好地理解机器人的计算能力是如何取决于四个标准计算模型(OBLOT、LUMI、FSTA和FCOM)捕获的机器人内部能力(即持久记忆、通信)与外部环境施加的条件之间的相互作用,控制机器人的激活及其活动的同步,将其视为对抗调度程序并建模。我们考虑了一组对抗性异步调度器,包括经典的半同步(Ssynch)和完全异步(Asynch)设置,包括对抗性介于这两者之间的调度器(在研究LCM周期中操作组合的原子性时出现)。我们提出了一个问题:在对抗调度器K(M₁(K \8321'))下的模型M \8321;和在调度器K-(M⁄?通过交叉模型分析,我们对所考虑的异步调度器下四种机器人模型的功率之间的计算关系进行了完整描述,从而回答了所有这些问题。在这个过程中,我们还对几个公开的问题提供了合格的答案,包括在不受限制的可见性情况下Ssynch相对于Asynch的适当优势这一悬而未决的问题。

引用为

Paola Flocchini、Nicola Santoro、Yuichi Sudo和Koichi Wada。关于异步、记忆和通信:分离和景观。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第28:1-28:23页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@在诉讼程序{flocchini_et_al:LIPIcs.OPODIS.2032.8,作者={弗洛奇尼、保拉和桑托罗、尼古拉和须藤、Yuichi和Wada、Koichi},title={关于异步、内存和通信:分离和景观}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={28:1--28:23},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.28},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195188},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.28},annote={关键词:Look-Compute-Move,无意识移动机器人,带灯机器人,记忆与通信,移动与计算,异步}}
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论异步十字军协议的复杂性

作者:伊塔·亚伯拉罕(Ittai Abraham)、纳亚马·本·达维德(Naama Ben-David)、吉拉德·斯特恩(Gilad Stern)和斯拉维亚·扬达穆里(Sravya Yandamuri)


摘要
我们提出了异步十字军协议(CA)和绑定十字军协议所需通信轮数的新上界和下界,这两个原语用于解决二进制一致性问题。我们展示了信息理论和认证设置的结果。为此,我们提出了一个通用模型,用于证明异步设置中的舍入复杂度下限。在某些情况下,我们试图证明圆复杂度的下限是失败的。相反,我们展示了拜占庭容错BCA在有和没有PKI设置的情况下的新的、紧密的、令人惊讶的轮复杂度上界。

引用为

Ittai Abraham、Naama Ben David、Gilad Stern和Sravya Yandamuri。《异步十字军协议的圆形复杂性》。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第29:1-29:21页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{abraham_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.29,作者={亚伯拉罕、伊泰和本·达维德、娜玛和斯特恩、吉拉德和扬达穆里、斯拉维亚},title={{论异步十字军协议的复杂性}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={29:1--29:21},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.29},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195195},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.29},annote={关键词:下限,异步协议,轮复杂度}}
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基于逐步舍入的分布式局部着色

作者:阿维南丹·达斯、皮埃尔·弗拉吉诺和阿迪·罗森


摘要
对于k≥0,k-部分(k+1)着色要求使用k+1颜色的调色板给n节点图的节点上色,这样每个节点v至少有min{k,deg(v)}个邻居,它们的颜色与自己的颜色不同。因此,当k=Δ时,真(Δ+1)着色是k-部分(k+1)着色的特例。Ghaffari和Kuhn[FOCS 2021]最近证明了存在一种确定性分布式算法,该算法在分布式计算的LOCAL模型下解决了O(log n·log²Δ)轮中具有最大度Δ的n节点图的适当(Δ+1)-着色。这一突破性成果是通过原始的迭代取整方法实现的。使用相同的技术,Ghaffari和Kuhn还证明了存在一种确定性算法,该算法可以在O(log n●log³a)轮中解决树荫度为a的n节点图的O(a)-着色问题。从后一个结果可以直接得出,k部分O(k)-着色可以在O(log n●log³k)轮中确定地求解。我们发展了Ghaffari和Kuhn算法对真(Δ+1)-染色的推广,并证明了它解决了k部分(k+1)-着色,从而推广了它们的主要结果。我们的算法以O(log nlog³k)轮运行,就像Ghaffari和Kuhn算法对有界树荫度的图所遵循的算法一样,但只使用k+1颜色,即颜色的最小数量c,使得每个图都有k部分c着色。与前面提到的所有算法一样,我们的算法实际上解决了这个问题的通用列表着色版本。具体地说,每个节点v接收一个整数需求d(v)≤deg(v)和一个至少包含d(v)+1个颜色的列表作为输入。然后,每个节点必须从其列表中输出一种颜色,以使生成的颜色满足每个节点v至少有d(v)个相邻节点,其颜色与自己的颜色不同。我们的算法在O(log n●log³k)轮中解决了这个问题,其中k=max_v d(v)。此外,在作为输入提供给节点的所有颜色列表共享所有节点已知的通用颜色c^*的特定情况下,可以保存一个log k因子。特别是,对于标准的k部分(k+1)-着色,它对应于所有节点都被给定相同的列表{1,…,k+1}的情况,可以修改我们的算法,使其在O(log n●log²k)轮中运行,从而与Ghaffari和Kuhn的算法在k=Δ时(Δ+1)-染色的复杂度相匹配。

引用为

阿维南丹·达斯、皮埃尔·弗拉吉诺和阿迪·罗森。通过逐步舍入进行分布式局部着色。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第30:1-30:22页,达格斯图尔宫-莱布尼兹-泽特鲁姆-富尔信息学(2024)


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@会议记录{das_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.30,作者={Das、Avinandan和Fraigniaud、Pierre和Ros{e} n个,阿迪},title={{通过逐步舍入的分布式局部着色}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={30:1--30:22},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.30},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195205},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.30},annote={关键词:分布图着色,部分着色,弱着色}}
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分散加密货币中多重支出的严格限制

作者:Joáo Paulo Bezerra和Petr Kuznetsov


摘要
在过去的十年里,出现了各种为去中心化环境设计的资产转移系统。这些系统解决的主要问题是双重支出,解决这一问题必然会给系统参与者带来强大的信任假设。在本文中,我们采用了一种非正统的方法来解决双重支出问题,这种方法可能适合部署这些系统的更现实的环境。我们考虑分散信任设置,在该设置中,每个用户可以通过形成本地配额来独立选择信任谁。在这种设置中,我们定义了k-Spending资产转移,这是一种资产转移的宽松版本,它限制了系统参与者可能花费其收到的资产的次数。我们在分散信任假设和系统的最优支出数k之间建立了精确的关系。

引用为

Joáo Paulo Bezerra和Petr Kuznetsov。分散加密货币的多重支出受到严格限制。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第31:1-31:19页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{bezera_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.31,作者={Bezerra,Jo\~{a} 哦Paulo和Kuznetsov,Petr},title={{分散加密货币中多重支出的严格限制}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={31:1--31:19},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.31},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195210},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.31},annote={关键词:法定人数系统、去中心化信托、一致性度量、资产转移、问责制}}
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协议算法最坏情况响应的界

作者:Hagit Attiya和Jennifer L.Welch


摘要
我们研究了在具有n个进程但不超过t个进程失败的系统中,解决共识和广播这两个协议问题的最坏情况时间复杂性。在这两个问题中,正确的过程必须决定一个共同的值;在一致性问题中,每个进程都有一个输入,如果正确进程的输入都相同,那么这一定是共同的决定,而在广播问题中,只有一个进程(发送方)有输入,如果发送方是正确的,那么它的输入一定是共同决定。我们关注的是消息传递时间存在上限Δ的系统,但通常情况下,消息到达的速度要快得多,比如在某个时间d内。虽然Δ可能提前知道,也可能不知道,但d本质上是未知的,并且特定于每次执行。目标是设计确定性算法,其运行时间对Δ(一种称为响应性的属性)的依赖性最小甚至没有。我们提出了一种通用算法转换,当应用于适当的事件同步一致性(或广播)算法时,会产生针对发送遗漏故障、认证拜占庭故障和未认证拜占廷故障(其运行时间与Δ无关)的一致性(或者广播)算法;它们的最坏情况时间复杂度都是O(td),这是渐近最优的。发送遗漏失败的算法需要n>2t,而拜占庭失败的算法,无论是认证的还是未认证的,都需要n>3t。未经验证的拜占庭算法的故障恢复性是最佳的。对于经认证的拜占庭失败,当n最多为3t时,现有协议算法提供了最坏情况下的时间复杂度O(tΔ)。(当n≤2t时,广播是可解的,而一致性则不是。)我们证明了当n最多为3t时,⌊(3t-n)/2⌋d+Δ的最坏情况时间复杂度的下限。虽然Δ和(t+1)d的下限已经已知,但我们的新下限表明,至少在n≤2t时,算法不可能并行支付这些下限。

引用为

Hagit Attiya和Jennifer L.Welch。协议算法最坏情况响应的界限。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第32:1-32:22页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{attya_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.32,author={Attiya、Hagit和Welch、Jennifer L.},title={{协议算法最坏情况响应的界限}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={32:1--32:22},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.32},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195229},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.32},annote={关键词:有界延迟模型,基本轮模型,遗漏失败,拜占庭失败}}
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动态环中的黑洞搜索:分散情况

作者:朱塞佩·迪卢纳、保拉·弗洛基尼、朱塞佩·普伦西佩和尼古拉·桑托罗


摘要
本文研究了一组分散的代理(即代理从图的任意位置开始)在动态图中搜索黑洞的问题。黑洞是一个节点,它可以无声地摧毁任何访问它的代理。这种恶意节点很好地模拟了网络故障,例如崩溃的主机或擦除访问代理的病毒。当至少有一个代理幸存,并且它拥有黑洞所在位置的整个图时,黑洞搜索问题就得到了解决。我们考虑下面的图是一个动态1-区间连通环的情况:一个在每一轮最多可以丢失一条边的环图。我们首先表明,如果代理只能通过面对面的机制进行通信,那么问题就无法解决:这适用于任何一组大小恒定的代理,相对于环的大小n。为了避免这种不可能的情况,我们将带有可移动鹅卵石的代理视为与其他代理通信的一种形式,鹅卵石可以留在节点上。当卵石可用时,三个代理可以在O(n²)移动中定位黑洞。我们表明,这样数量的代理是最优的。我们还表明,复杂性很高,即使用三个代理解决问题的任何算法都需要Ω(n²)移动,即使使用更强的通信机制(例如,每个节点上都有一个白板,代理可以在白板上写无限大小的消息)。据我们所知,这是第一篇研究在具有分散代理的动态环境中搜索黑洞问题的论文。

引用为

朱塞佩·迪卢纳、保拉·弗洛奇尼、朱塞佩·普伦西佩和尼古拉·桑托罗。动态环中的黑洞搜索:零散案例。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第33:1-33:18页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{diluna_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.33,author={Di Luna,Giuseppe A.和Flocchini,Paola和Prencipe,Giusebpe和Santoro,Nicola},title={{动态环中的黑洞搜索:分散情况}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={33:1--33:18},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.33},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195233},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.33},annote={关键词:黑洞搜索,移动代理,动态图}}
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绘制效率之路:轻量级学习缓存替换

作者:拉娜·沙霍特和罗伊·弗里德曼


摘要
缓存管理策略负责选择应该保存在缓存中的项,因此是获得有效缓存解决方案的基本设计选择。启发式方法已用于识别影响缓存管理决策的访问模式。然而,它们的行为是不一致的,因为它们在某些访问模式下表现良好,而在其他访问模式下表现不佳。考虑到机器学习(ML)在预测各种问题方面取得的显著成就,ML技术可以用于创建缓存管理策略。然而,与ML组件相关的内存开销带来了一个重大挑战。这些组件保留每项信息,并且必须在每次访问时调用,这与最小化缓存资源签名的目标相矛盾。在这项工作中,我们提出了ALPS,这是一种考虑到ML组件成本的轻量级缓存管理策略。ALPS将ML与传统的基于启发式的方法相结合,并通过识别来自节省空间草图的几个统计特征来促进学习。ALPS的ML流程从这些草图中衍生出其功能,从而为缓存管理提供了轻量级和高效的元策略。我们根据五种流行的启发式缓存管理策略以及最先进的基于ML的策略,在实际工作负载上评估了我们的方法。在我们的实验中,ALPS总是获得最佳命中率。具体来说,在各种实际工作负载中,与LRU相比,ALPS将命中率提高了20%,双曲线提高了31%,ARC提高了9%,W-TinyLFU提高了26%。其所需资源比以前基于ML的方法低几个数量级。

引用为

拉娜·沙霍特和罗伊·弗里德曼。绘制效率之路:轻量级学习缓存替换。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第286卷,第34:1-34:21页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2024)


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@会议记录{shahout_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.34,author={Shahout,Rana和Friedman,Roy},title={{绘制效率之路:轻量级学习缓存替换}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={34:1--34:21},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.34},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195249},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.34},annote={关键词:数据流,内存管理,缓存策略,ML}}
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拜占庭分布式系统的原子寄存器抽象

作者:文森特·科瓦尔斯基(Vincent Kowalski)、阿查尔·莫塞费伊(Achour Mostéfaoui)和马蒂厄·佩林(Matthieu Perrin)


摘要
自Attiya、Bar-Noy和Dolev创建以来,在防撞异步消息传递系统上构建原子寄存器抽象已经被广泛研究。已经证明,t<n/2(其中t是可能出错的最大进程数)是构建原子寄存器的必要且充分的要求。然而,很少有人关注有缺陷的过程可能表现出拜占庭式行为的系统。本文研究了现有技术中遇到的线性化单写多读寄存器的三个定义:读/写寄存器,其读操作返回最后写入的值,读/写增量寄存器,其读操作返回最后写入的值和先前写入的值的数量,和Read/Append寄存器,其读取操作返回所有先前写入的值的序列。更具体地说,它比较了它们的计算能力以及最大比值t/n的必要和充分条件,这使得从一个寄存器到另一个寄存器建立约简成为可能。也就是说,我们证明了t<n/3对于从读/写寄存器实现读/写增量寄存器是必要的且足够的,而对于从读/附加寄存器到读/写增量寄存器的缩减,这个界限仅为t<n/2。还提供了满足这些界限的归约算法。

引用为

Vincent Kowalski、Achour Mostéfaoui和Matthieu Perrin。拜占庭分布式系统的原子寄存器抽象。第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)。莱布尼茨国际信息学会议录(LIPIcs),第286卷,第35:1-35:20页,达格斯图尔宫-莱布尼兹-泽特鲁姆-富尔信息学(2024)


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@会议记录{kowalski_et_al:LIPIcs.OPODIS.2023.35,author={Kowalski、Vincent和Most{e} 法乌伊语、Achour和Perrin、Matthieu}、,title={{Byzantine-Prone分布式系统的原子寄存器抽象}},booktitle={第27届分布式系统原理国际会议(OPODIS 2023)},页数={35:1--35:20},series={Leibniz国际信息学论文集(LIPIcs)},国际标准图书编号={978-3-95977-308-9},ISSN={1868-8969},年份={2024},体积={286},editor={Bessani、Alysson和D\'{e} 法戈、Xavier和Nakamura、Junya和Wada、Koichi和Yamauchi、Yukiko}、,publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.35},URN={URN:nbn:de:0030-drops-195257},doi={10.4230/LIPIcs.OPODIS.2023.35},annote={关键词:拜占庭进程,并发对象,线性化,共享寄存器}}

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