刘易斯·曾俊华 消息传递网络中容错一致性的最新结果。 (英语) Zbl 1482.68049号 Suomela,Jukka(编辑),《结构信息和通信复杂性》。2016年7月19-21日在芬兰赫尔辛基举行的2016年SIROCCO第23届国际学术讨论会。修订了选定的论文。查姆:斯普林格。莱克特。注释计算。科学。9988, 92-108 (2016). 摘要:容错一致性是一种重要的分布式原语,在实践中有着广泛的应用,因此在文献中得到了广泛的研究。本文综述了消息传递网络中容错一致性的重要工作,重点是过去十年的成果。特别地,我们将结果分为两组:新问题公式和实际应用。在第一部分中,我们讨论了定义一致性问题的新方法,包括更大的输入域、丰富的正确性属性、不同的网络模型等。我们还讨论了比特币,这可能与在匿名系统中解决拜占庭共识有关,并将比特币与BFT系统和拜占庭一致性算法进行了比较。有关整个系列,请参见[兹比尔1350.68019]. 引用于1文件 MSC公司: 68M10个 计算机系统中的网络设计和通信 64岁以下 分布式系统 68米15 网络和计算机系统的可靠性、测试和容错 关键词:消息传递网络;容错性;共识;帕克索斯;筏;拜占庭容错系统;布莱德雷战车;拜占庭共识;崩溃;比特币 软件:github;etcd(etcd);重新思考DB;动物园管理员 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{L.Tseng},莱克特。注释计算。科学。9988,92-108(2016年;兹比尔1482.68049) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] 阿帕奇动物园管理员在蓝色的窗户上。https://msopentech.com/opentech-projects/apache-zookeeper-on-windows-azure-2/# [2] 比特币网。https://bitcoin.org/en/ [3] 等。https://github.com/coreos/etcd [4] HBase(HBase)。http://hbase.apache.org/ [5] 莱斯利·兰波特(Leslie Lamport)——A.M.Turing奖得主。http://amturing.acm.org/award_winners/lamport_1205376.cfm [6] 筏。https://raft.github.io/ [7] Rethinkdb。https://www.rethinkdb.com/ [8] Dugcampbell的博客,2015年7月。http://www.dugcampbell.com/byzantine-generals-问题/ [9] Mostefaoui,A.,Raynal,M.,Tronel,F.:异步消息传递系统中从二进制一致性到多值一致性。IPL 73(5),207–212(2000)·Zbl 1338.68026号 ·doi:10.1016/S0020-0190(00)00027-2 [10] Abd-El-Malek,M.,Ganger,G.R.,Goodson,G.R..,Reiter,M.K.,Wylie,J.J.:可伸缩的拜占庭容错服务。SOSP 39(5),59–74(2005) [11] Abraham,I.,Amit,Y.,Dolev,D.:最佳弹性异步近似协议。收录:Higashino,T.(编辑)OPODIS 2004。LNCS,第3544卷,第229–239页。斯普林格,海德堡(2005)。doi:10.1007/11516798_17·Zbl 1129.68579号 ·doi:10.1007/11516798_17 [12] Aguilera,M.K.,Delport-Gallet,C.,Fauconnier,H.,Toueg,S.:基于集合时效性的部分同步。分布计算。25(3), 249–260 (2012) ·Zbl 1257.68034号 ·doi:10.1007/s00446-012-0158-8 [13] Attiya,H.,Ellen,F.:分布式计算的不可能结果。合成。莱克特。分布式计算。西奥。5(1), 1–162 (2014). 摩根和克莱普·Zbl 1396.68004号 ·doi:10.2200/S00551ED1V01Y201311DCT012 [14] Attiya,H.,Welch,J.:分布式计算:基础、模拟和高级主题。并行和分布式计算。霍博肯·威利(2004)·doi:10.1002/0471478210 [15] Bonneau,J.、Miller,A.、Clark,J.,Narayanan,A.、Kroll,J.A.、Felten,E.W.:Sok:比特币和加密货币的研究前景和挑战。2015年IEEE安全与隐私研讨会,第104–121页,2015年5月·doi:10.1109/SP.2015.14 [16] Bouzid,Z.,Mostfaoui,A.,Raynal,M.:拜占庭共识的最小同步性。在:分布式计算原理研讨会,PODC(2015)·Zbl 1333.68047号 ·doi:10.1145/2767386.2767418 [17] Burrows,M.:松散耦合分布式系统的胖锁服务。摘自:《操作系统设计与实现学报》,OSDI(2006) [18] Cachin,C.:具有拜占庭错误的状态机复制。收录:Charron-Bost,B.,Pedone,F.,Schiper,A.(编辑)复制。LNCS,第5959卷,第169-184页。施普林格,海德堡(2010)。doi:10.1007/978-3642-11294-29·Zbl 05665318号 ·doi:10.1007/978-3642-11294-29 [19] Calder,B.等人:Windows azure存储:一种具有强一致性的高可用性云存储服务。在:SOSP(2011)·doi:10.1145/2043556.2043571 [20] Castro,M.,Liskov,B.:实用拜占庭容错。收录:操作系统设计与实现学报,OSDI(1099) [21] Chandra,T.D.,Griesemer,R.,Redstone,J.:帕克索斯现场制作:一个工程视角。In:分布式计算原理研讨会,PODC(2007)·Zbl 06269629号 ·doi:10.1145/1281100.1281103 [22] Chaudhuri,S.:更多的选择允许更多的错误:在完全异步的系统中设置一致性问题。Inf.计算。105(1), 132–158 (1993) ·Zbl 0776.68016号 ·doi:10.1006/inco.1993.1043 [23] Clement,A.、Kapritsos,M.、Lee,S.、Wang,Y.、Alvisi,L.、Dahlin,M.、Riche,T.:直立集群服务。In:SOSP(2009)·数字对象标识代码:10.1145/1629575.1629602 [24] Clement,A.、Wong,E.、Alvisi,L.、Dahlin,M.、Marchetti,M.:使拜占庭容错系统容忍拜占庭故障。输入:NSDI(2009) [25] Corbett,J.C.等人:Spanner:谷歌的全球分布式数据库。输入:OSDI(2012) [26] Correia,M.,Veronese,G.S.,Neves,N.F.,Veríssimo,P.:异步消息传递系统中的拜占庭共识:一项调查。国际JCCBS 2(2),141-161(2011)·doi:10.1504/IJCCBS.2011.041257 [27] Cowling,J.、Myers,D.、Liskov,B.、Rodrigues,R.、Shrra,L.:HQ复制:拜占庭容错的混合定额协议。输入:OSDI(2006) [28] Cui,H.,Gu,R.,Liu,C.,Chen,T.,Yang,J.:帕克斯透明。在:SOSP(2015) [29] 多列夫:拜占庭将军再次罢工。J.算法3(1),14-30(1982)·Zbl 0495.68093号 ·doi:10.1016/0196-6774(82)90004-9 [30] Dolev,D.、Lynch,N.A.、Pinter,S.S.、Stark,E.W.、Weihl,W.E.:在存在断层的情况下达成大致一致。J.ACM 33(3),499–516(1986)·Zbl 0627.68027号 ·数字对象标识代码:10.1145/5925.5931 [31] Dwork,C.,Lynch,N.,Stockmeyer,L.:部分同步存在下的共识。J.ACM 35(2),288–323(1988)·数字对象标识代码:10.1145/42282.42283 [32] Fekete,A.D.:近似一致的渐近最优算法。在:PODC(1986)·数字对象标识代码:10.1145/10590.10597 [33] Fischer,M.J.,Lynch,N.A.,Merritt,M.:分布式一致性问题的简单不可能性证明。输入:PODC(1985)·Zbl 0598.68024号 ·数字对象标识代码:10.1145/323596.323602 [34] Fischer,M.J.、Lynch,N.A.、Paterson,M.S.:一个错误的过程不可能达成分布式共识。J.ACM 32、374–382(1985)·Zbl 0629.68027号 ·数字对象标识代码:10.1145/3149.214121 [35] Fitzi,M.,Hirt,M.:最有效的多值拜占庭协议。输入:PODC(2006)·兹比尔1314.68060 ·数字对象标识代码:10.1145/1146381.1146407 [36] Garay,J.、Kiayias,A.、Leonardos,N.:比特币主干协议:分析与应用。收录:Oswald,E.,Fischlin,M.(编辑)EUROCRYPT 2015。LNCS,第9057卷,第281-310页。施普林格,海德堡(2015)。doi:10.1007/978-3-662-46803-6_10·Zbl 1371.94636号 ·doi:10.1007/978-3-662-46803-6_10 [37] Guerraoui,R.,Kneyćević,N.,Quéma,V.,Vukolić,M.:接下来的700个bft协议。In:EuroSys(2010)·doi:10.1145/1755913.1755950 [38] Hunt,P.,Konar,M.,Junqueira,F.P.,Reed,B.:Zookeeper:互联网规模系统的无等待协调。致:USENIX ATC(2010) [39] Kotla,R.、Alvisi,L.、Dahlin,M.、Clement,A.、Wong,E.:Zyzyva:推测拜占庭容错。In:SOSP(2007)·doi:10.1145/1294261.1294267 [40] Lamport,L.:兼职议会。ACM事务处理。计算。系统。16(2), 133–169 (1998) ·Zbl 01935567号 ·doi:10.1145/279227.279229 [41] Lamport,L.:帕克索斯做得很简单。SIGACT新闻32(4),51–58(2001) [42] Lamport,L.:快速帕克索斯。分布计算。19(2), 79–103 (2006) ·Zbl 1266.68218号 ·doi:10.1007/s00446-006-0005-x [43] Lamport,L.、Shostak,R.、Pease,M.:拜占庭将军问题。ACM事务处理。程序。语言系统。4(3), 382–401 (1982) ·Zbl 0483.68021号 ·doi:10.1145/357172.357176 [44] LeBlanc,H.、Zhang,H.,Koutsoukos,X.、Sundaram,S.:鲁棒网络中的弹性渐近一致性。IEEE J.选择。公共区域。31(4), 766–781 (2013). 网络计算专题·doi:10.1109/JSAC.2013.10413 [45] LeBlanc,H.,Koutsoukos,X.:具有对手的网络化多代理系统中的共识。致:HSCC(2011)·兹比尔1361.68276 ·doi:10.1145/19677011.967742 [46] LeBlanc,H.,Koutsoukos,X.:具有对手的网络化多智能体系统中的低复杂性弹性共识。致:HSCC(2012)·Zbl 1361.68277号 ·数字对象标识代码:10.1145/2185632.2185637 [47] Liang,G.,Vaidya,N.:无错误的多值共识与拜占庭式失败。收件人:PODC(2011)·Zbl 1321.68483号 ·doi:10.1145/1993806.1993809 [48] Liu,S.、Cachin,C.、Quéma,V.、Vukolic,M.:XFT:崩溃后的实际容错。CoRR abs/1502.05831(2015) [49] Luu,L.等人:Scp:区块链的可计算拜占庭共识协议。新加坡国立大学,技术报告(2015) [50] Lynch,N.A.:分布式算法。Morgan Kaufmann,旧金山(1996)·Zbl 0877.68061号 [51] Lynch,N.、Fischer,M.、Fowler,R.:简单高效的拜占庭将军算法。In:分布式软件和数据库系统可靠性研讨会(1982年) [52] Mendes,H.,Herlihy,M.:拜占庭异步系统中的多维近似协议。致:STOC(2013)·Zbl 1293.68060号 ·doi:10.1145/2488608.2488657 [53] Miller,A.,LaViola Jr.,J.J.:匿名拜占庭共识,来自中等难度谜题的匿名拜占廷共识:比特币模型。中佛罗里达大学,技术报告(2012年) [54] 莫拉鲁,I.,安徒生,D.G.,卡明斯基,M.:平等主义议会中有更多共识。在:SOSP(2013)·数字对象标识代码:10.1145/2517349.2517350 [55] Moraru,I.,Andersen,D.G.,Kaminsky,M.:Paxos法定租约:快速读取而不牺牲写入。In:SOCC(2014)·数字对象标识代码:10.1145/2670979.2671001 [56] Mostéfaoui,A.,Raynal,M.:无特征码异步拜占庭系统:从多值到二进制一致性\[<\]<n/3、O(n2)消息和恒定时间。收录人:Scheidler,C.(编辑)SIROCCO 2015。LNCS,第9439卷,第194-208页。施普林格,瑞士(2015)。doi:10.1007/978-3-319-25258-2-14·Zbl 1471.68027号 ·文件编号:10.1007/978-3-319-25258-2_14 [57] Mostéfaoui,A.,Raynal,M.:拜占庭进程中的入侵容忍广播和协议抽象。IEEE传输。平行配送系统。27(4), 1085–1098 (2016). http://dx.doi.org/10.109/TPDS.2015.2427797 ·doi:10.1109/TPDS.2015.2427797 [58] Mostéfaoui,A.,Raynal,M.:无特征码异步拜占庭系统:从多值到二进制一致性\[<\]<n/3、O(n2)消息和恒定时间。《信息学报》(2016)。doi:10.1007/s00236-016-0269-y·Zbl 1471.68027号 ·doi:10.1007/s00236-016-0269-y [59] Nakamoto,S.:工作证明链是拜占庭将军问题的解决方案。收录:加密邮件列表,2008年11月。网址:http://www.mail-archive.com/cryptography@metzdowd.com/msg09997.html [60] Nakamoto,S.:比特币:对等电子现金系统(2008年10月)。比特币网 [61] Narayanan,A.、Bonneau,J.、Felten,E.、Miller,A.、Goldfeder,S.:比特币和加密货币技术。普林斯顿大学出版社,普林斯顿(2016) [62] Neiger,G.:重新审视分布式共识。IPL 49(4),195-201(1994)·Zbl 0795.68082号 ·doi:10.1016/0020-0190(94)90011-6 [63] Ongaro,D.,Ousterhout,J.:寻找可理解的共识算法。2014年USENIX年度技术会议(USENIXATC 2014)(2014) [64] Patra,A.:无差错多值广播和拜占庭协议,具有最佳通信复杂性。在:Fernàndez-Anta,A.,Lipari,G.,Roy,M.(编辑)OPODIS 2011。LNCS,第7109卷,第34-49页。斯普林格,海德堡(2011)。doi:10.1007/978-3-642-25873-24·Zbl 06060099号 ·doi:10.1007/978-3-642-25873-24 [65] Patra,A.,Rangan,C.P.:通信最优多值异步广播协议。摘自:Abdalla,M.,Barreto,P.S.L.M.(编辑)LATINCRYPT 2010。LNCS,第6212卷,第162-177页。施普林格,海德堡(2010)。doi:10.1007/978-3-642-14712-8_10·Zbl 1285.94091号 ·doi:10.1007/978-3-642-14712-8_10 [66] Patra,A.,Rangan,C.P.:具有最佳弹性的通信最优多值异步拜占庭协议。摘自:Fehr,S.(编辑)ICITS 2011。LNCS,第6673卷,第206-226页。斯普林格,海德堡(2011)。doi:10.1007/978-3-642-20728-0_19·Zbl 1295.94125号 ·doi:10.1007/978-3-642-20728-0_19 [67] Pease,M.,Shostak,R.,Lamport,L.:在存在断层的情况下达成协议。《美国临床医学杂志》27(2),228–234(1980)·Zbl 0434.68031号 ·doi:10.1145/322186.322188 [68] de Prisco,R.,Malkhi,D.,Reiter,M.:异步系统中的k-set共识问题。IEEE传输。平行配送系统。12(1), 7–21 (2001) ·Zbl 1321.68069号 ·doi:10.10109/71.889936 [69] Raynal,M.:同步系统共识:简明导览。参加:环太平洋地区可靠计算国际研讨会(2002年)·doi:10.1109/PRDC.2002.1185641 [70] Raynal,M.:并发编程:算法、原理和基础。斯普林格,海德堡(2013)·Zbl 1276.68001号 ·doi:10.1007/978-3642-32027-9 [71] Reed,B.,Junqueira,F.P.:一种简单的完全有序的广播协议。摘自:LADIS(2008)大型分布式系统和中间件第二次研讨会论文集·数字标识代码:10.1145/1529974.1529978 [72] Schneider,F.B.:使用状态机方法实现容错服务:教程。ACM计算。Surv公司。22(4), 299–319 (1990) ·doi:10.1145/98163.98167 [73] Serafini,M.、Bokor,P.、Dobre,D.、Majuntke,M.和Suri,N.:Scrooge:在存在无响应副本的情况下降低快速拜占庭复制的成本。In:可靠系统和网络(DSN)(2010)·doi:10.1109/DSN.2010.5544295 [74] Su,L.,Vaidya,N.:通过多跳通信达成近似拜占庭共识。收录人:Pelc,A.,Schwarzmann,A.A.(编辑)SSS 2015。LNCS,第9212卷,第21-35页。施普林格,海德堡(2015)。doi:10.1007/978-3-319-21741-32·Zbl 1371.68029号 ·doi:10.1007/978-3-319-21741-32 [75] Trencseni,M.,Gassó,A.,Reinhardt,H.:Paxoslease:租赁的无磁盘Paxos。CoRR abs/1209.4187(2012) [76] Tseng,L.:有向图中的容错一致性和凸包一致性。博士论文。伊利诺伊大学香槟分校(2016) [77] Tseng,L.:关于消息传递网络中容错一致性的最新结果。CoRR abs/1608.07923(2016)·Zbl 1482.68049号 [78] Tseng,L.,Vaidya,N.H.:存在碰撞故障时的异步凸壳共识。附:2014年ACM分布式计算原理研讨会论文集,PODC(2014)·Zbl 1321.68094号 ·doi:10.1145/2611462.2611470 [79] Tseng,L.,Vaidya,N.H.:有向图中的容错一致性。收件人:PODC(2015)·Zbl 1333.68072号 ·doi:10.1145/2767386.2767399 [80] Turpin,R.,Coan,B.A.:将二元拜占庭协议扩展为多值拜占庭协议。IPL 18(2),73–76(1984)·doi:10.1016/0020-0190(84)90027-9 [81] Vaidya,N.H.:不完全图中的迭代拜占庭向量一致性。收录人:Chatterjee,M.、Cao,J.、Kothapalli,K.、Rajsbaum,S.(编辑)ICDCN 2014。LNCS,第8314卷,第14-28页。斯普林格,海德堡(2014)。doi:10.1007/978-3642-45249-92·Zbl 06397489号 ·doi:10.1007/978-3642-45249-92 [82] Vaidya,N.H.,Garg,V.K.:完全图中的拜占庭向量一致性。收件人:PODC(2013)·Zbl 1323.68037号 ·doi:10.1145/2484239.2484256 [83] Vaidya,N.H.,Tseng,L.,Liang,G.:任意有向图中的迭代近似拜占庭一致性。输入:PODC(2012)·Zbl 1301.68168号 ·doi:10.1145/2332432.2332505 [84] 武科利奇:云层中的拜占庭帝国。SIGACT新闻41(3),105–111(2010)·数字对象标识代码:10.1145/1855118.1855137 [85] Vukolić,M.:对可扩展区块链结构的追求:工作证明与BFT复制。摘自:Camenisch,J.,Kesdoan,D.(编辑)iNetSec 2015。LNCS,第9591卷,第112-125页。斯普林格,海德堡(2016)。doi:10.1007/978-3-319-39028-49·doi:10.1007/978-3-319-39028-4_9 [86] Wang,Y.,Kapritsos,M.,Ren,Z.,Mahajan,P.,Kirubanandam,J.,Alvisi,L.,Dahlin,M.:salus可扩展块存储中的健壮性。输入:NSDI(2013) [87] Wood,T.、Singh,R.、Venkataramani,A.、Shenoy,P.、Cecchet,E.:ZZ和实际BFT执行艺术。In:EuroSys(2011)·数字对象标识代码:10.1145/1966445.1966457 [88] Yin,J.、Martin,J.P.、Venkataramani,A.、Alvisi,L.、Dahlin,M.:拜占庭容错服务的协议与执行分离。SOSP 37(5),253-267(2003) [89] Zhang,H.,Sundaram,S.:复杂网络的鲁棒性对共识和传染的影响。摘自:第51届IEEE决策与控制会议记录,CDC(2012)·doi:10.1109/CDC.2012.6425841 [90] Zhang,J.,Chen,W.:使用二进制一致性实例的多值一致性有界代价算法。信息处理。莱特。109(17), 1005–1009 (2009) ·兹比尔1206.68059 ·doi:10.1016/j.ipl.2009.06.004 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