BFT:區塊鏈核心技術突破！中科院團隊提出首個完全實用異步共識算法DumboBFT

本文來源：中國新聞網，作者：孫自法

記者2月8日從中國科學院軟件研究所獲悉，該所張振峰團隊聯合美國新澤西理工學院唐強團隊，在區塊鏈核心技術的拜占庭容錯(BFT)共識研究中取得重要突破，在國際上提出首個完全實用的異步共識算法“小飛象拜占庭容錯(DumboBFT)算法”(簡稱“小飛象算法”)。

區塊鏈領域這一重大突破性成果的研究論文，近日在網絡安全旗艦會議——第27屆國際計算機與通信安全大會上發表并做大會報告，這也是在異步BFT共識算法設計領域，中國科學家首次有重要研究成果在國際頂級會議上發表。

A股收盤：深證區塊鏈50指數上漲0.38%:金色財經消息，A股收盤，上證指數報3248.09點，收盤上漲0.29%，深證成指報11926.88點，收盤上漲0.12%，深證區塊鏈50指數報3159.98點，收盤上漲0.38%。區塊鏈板塊收盤上漲0.73%，數字貨幣板塊收盤上漲0.81%。[2023/2/7 11:52:21]

成果主要完成人張振峰研究員8日通過網絡接受記者采訪介紹說，作為區塊鏈的關鍵核心技術，BFT共識算法是確保區塊鏈安全可靠運行、提升區塊鏈擴展能力和運行性能的核心算法。BFT共識算法具有運行性能高、資源消耗低、易于部署等特點，得到工業界的青睞，廣泛應用于中外區塊鏈系統中。異步BFT算法能夠容忍網絡通信故障、抵抗拜占庭敵手惡意攻擊，是保障區塊鏈在互聯網環境下健壯運行的理想共識技術。

工信部欲建區塊鏈公共服務平臺:4月22日，工信部連發38件有關“工業互聯網”的招標包，當中有一項是“區塊鏈公共服務平臺項目”招標。此外，據一家參與招標的企業介紹，其他招標項目中亦有非常多需用到區塊鏈作為基礎技術，實現工業互聯網的可信協作。據稱，區塊鏈公共服務平臺項目是一個更普惠的區塊鏈系統，已經具備成為實用性基礎設施的要求。根據工信部4月22日的招標文件，區塊鏈公共服務平臺項目標書圍繞兩個和工業互聯網相關的兩個重點方向展開，其一是面向區塊鏈創新應用的工業互鏈網公共服務平臺；其二是基于區塊鏈的工業產品防偽溯源平臺。（互鏈脈搏）[2020/4/25]

如何設計高效的異步BFT共識算法，還是密碼學和分布式計算領域的著名難題。自上世紀80年代起，包括多位圖靈獎得主在內的眾多國際著名學者先后對這一難題進行探索，2016年提出的“蜜獾算法”(HoneyBadgerBFT)是第一個接近實用的異步共識算法，已被應用于區塊鏈平臺。

工信部區塊鏈研究室主任毛洪亮：區塊鏈應用要可用、用好、好用:在區塊鏈應用方面，工信部區塊鏈研究室主任毛洪亮提出了三個原則，第一是可用，第二是用好，第三是要好用。他認為用區塊鏈替代原有的系統，實際上會涉及到系統改造的成本和難度，并且在系統上線以后，會產生應用的門檻，需要考慮參與方的積極性。[2018/3/6]

張振峰指出，為設計完全實用的異步共識算法，中科院軟件所于2015年開展“小飛象算法”研究工作，該算法以獨到視角對“蜜獾算法”進行分析，揭示其性能受限的根源是大量隨機化子模塊調用導致的運行時間增加，提出全新的可證明可靠廣播原語，通過密碼學“證明”保證了交易廣播的正確完成，并給出基于門限數字簽名技術的高效構造方法，通過一種創新性的多值拜占庭共識應用，將對交易的共識轉換為對“證明”的共識，使“小飛象算法”在容忍1/3的惡意節點的同時，突破異步共識算法在性能上的設計挑戰。

他說，在遍布全球四大洲的100個共識節點的測試網絡中，“小飛象算法”的確認延遲時間為24秒、不到“蜜獾算法”的1/20，交易吞吐量為每秒近1.8萬筆、是“蜜獾算法”的9倍多。

此外，中科院軟件所特別研究助理、新澤西理工學院博士路遠等研究團隊成員還進一步提出“小飛象多值共識算法”(Dubmo-MVBA)，在消息數量、通信代價和運行時間等關鍵性能指標上均已達到漸進理論最優，圓滿回答了國際密碼界關于“如何提升異步共識算法的關鍵性能指標”這一提出20年的公開問題。

張振峰表示，聯合團隊完成“小飛象算法”的創造性突破，不僅解決了異步共識算法設計的理論難題，而且在性能上大幅提升并全面超越當前工業界采用的“蜜獾算法”，從而成為國際首個完全實用的異步共識算法。這項研究成果，可為中國區塊鏈基礎設施建設提供強安全、高性能、可擴展的新一代核心技術。(完)

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