中國科學家突破區塊鏈核心技術


記者2月8日從中國科學院軟體研究所獲悉,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非同步共識演算法“小飛象拜占庭容錯(dumbobft)演算法”(簡稱“小飛象演算法”)。

區塊鏈領域這一重大突破性成果的研究論文,近日在網路安全旗艦會議——第27屆國際計算機與通訊安全大會上發表並做大會報告,這也是在非同步bft共識演算法設計領域,中國科學家首次有重要研究成果在國際頂級會議上發表。

成果主要完成人張振峰研究員8日透過網路接受記者採訪介紹說,作為區塊鏈的關鍵核心技術,bft共識演算法是確保區塊鏈安全可靠執行、提升區塊鏈擴充套件能力和執行效能的核心演算法。bft共識演算法具有執行效能高、資源消耗低、易於部署等特點,得到工業界的青睞,廣泛應用於中外區塊鏈系統中。非同步bft演算法能夠容忍網路通訊故障、抵抗拜占庭敵手惡意攻擊,是保障區塊鏈在網際網路環境下健壯執行的理想共識技術。

如何設計高效的非同步bft共識演算法,還是密碼學和分散式計算領域的著名難題。自上世紀80年代起,包括多點陣圖靈獎得主在內的眾多國際著名學者先後對這一難題進行探索,2016年提出的“蜜獾演算法”(honeybadgerbft)是第一個接近實用的非同步共識演算法,已被應用於區塊鏈平臺。

張振峰指出,為設計完全實用的非同步共識演算法,中科院軟體所於2015年開展“小飛象演算法”研究工作,該演算法以獨到視角對“蜜獾演算法”進行分析,揭示其效能受限的根源是大量隨機化子模組呼叫導致的執行時間增加,提出全新的可證明可靠廣播原語,透過密碼學“證明”保證了交易廣播的正確完成,並給出基於門限數字簽名技術的高效構造方法,透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“小飛象演算法”在容忍1/3的惡意節點的同時,突破非同步共識演算法在效能上的設計挑戰。

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

此外,中科院軟體所特別研究助理、新澤西理工學院博士路遠等研究團隊成員還進一步提出“小飛象多值共識演算法”(dubmo-mvba),在訊息數量、通訊代價和執行時間等關鍵效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於“如何提升非同步共識演算法的關鍵效能指標”這一提出20年的公開問題。

張振峰表示,聯合團隊完成“小飛象演算法”的創造性突破,不僅解決了非同步共識演算法設計的理論難題,而且在效能上大幅提升並全面超越當前工業界採用的“蜜獾演算法”,從而成為國際首個完全實用的非同步共識演算法。這項研究成果,可為中國區塊鏈基礎設施建設提供強安全、高效能、可擴充套件的新一代核心技術。

來源:中新網


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