为什么是Sperax？| BFT安全性比较第一期 — Tendermint

BFT（拜占庭容错）协议是区块链构建基础的规则集合，以使其能够合理地形成一个分布式系统。为了更好地了解BFT以及在基于网络的BFT协议设计中所面临的不同挑战，请查看我们之前关于BFT和同步与异步网络的文章。各种BFT协议的安全性可以通过以数学方式识别各种错误阈值来量化，例如假设有关基础网络的某些假设为真，则识别基于该协议的系统可以处理的无响应或恶意节点的比例。

Tendermint

在本文中，我们将仔细研究Tendermint。Tendermint是一个致力于开发软件的组织，可以安全地在其上构建区块链系统和分布式网络。Tendermint重点开发的主要产品之一是Tendermint Core，它是将两种协议结合在一起的中间件：一种可以帮助网络在权益证明（PoS）区块链中达成共识，另一种可以实现点对点通信或联网。Tendermint Core已被Oasis Labs和Binance DEX等许多有趣的项目使用，并且根据最新的统计数据，大约40％的PoS区块链系统正在使用Tendermint Core。

Tendermint中的BFT

Tendermint Core的主要目标之一是向使用它的区块链系统提供BFT，以使该系统能更好地抵抗故障和恶意行为。鉴于BFT协议对于确保共识机制的正确执行和链上记录的原子性（保证安全性和可扩展性）具有重要意义，评估其安全性显得非常必要。

在国际密码研究协会发表的题为《部分连接异步网络中的拜占庭容错》的论文中，UNC的Yongge Wang博士分析了各种BFT协议的安全性，包括由Tendermint Core实现的安全性。本文中我们将讨论Tendermint的BFT是基于什么样的假设，并对该协议的安全性进行数学分析。

要注意的第一点是Tendermint Core为基于其构建的系统所采用的网络类型。Tendermint中假定的网络是具有全球标准化时间（GST）的异步网络。这意味着直到未知时间（GST）为止，网络都会以异步方式运行，此后，其运行方式将类似于同步网络，并假定通信已通过。此外，Tendermint的协议假定每对节点都有可靠的点对点通信通道。在我们的公共互联网模型中，这是一个非常极端的假设，并且可能并不总是成立，例如在“拒绝服务”攻击期间。然而，Wang博士指出，即使不考虑其极端的假设，Tendermint的协议也面临安全性问题。Tendermint的协议在每个区块高度包括3个步骤：提议，预投票和预提交，其中回合的发起者由公共职能确定。BFT协议的常见安全性度量标准是，尽管t个恶意节点进行了攻击，但具有3t + 1个节点的网络仍能够达成共识。Wang博士在论文中描述了一个四节点系统（在这种情况下，t设置为1）中的攻击，其中一个恶意节点为攻击者。在这种情况下，如果将恶意节点视为发起者，则它可以成功进行攻击，使其中每个节点在达到GST之前都锁定了一个不同的值，因此就对共识造成了破坏。

建议方案

Sperax提出了SperaxBFT，这是一种基于更现实的互联网模型的协议，提供了一种更安全的共识方法。该协议假设一个网络每次以未知的GST在同步和异步阶段交替运行，并且没有为系统中的每个节点对做出安全网络通道的类似假设，因此考虑了拒绝服务攻击的可能性。该协议本身是Dwork，Lynch和Stockmeyer文献中DLS协议的区块链版本，因此被称为BDLS协议。它涉及使用涉及RANDAO和BLS的随机信标协议，以确保下一个区块的生产者的身份具有不可预测性，并使用某种度量标准（例如生产者的权益）为候选子区块生成排序。其结果是，与其他协议（包括Tendermint的BFT）相比，该协议可实现所需的活跃性和安全性要求，并且通信量更少。

本文来源：Sperax
原文标题：为什么是Sperax？| BFT安全性比较第一期 — Tendermint

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编译者/作者：Sperax

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