Page 318 - 《软件学报》2025年第9期

韩将 等: 面向跨信任域互联网场景的拜占庭容错访问控制架构 4229

安全性进行证明.

4.2.1 广播阶段吞吐量提升: k-RBC
在 PRBC (provable reliable broadcast) 中, 发起广播的节点仅通过一个 PRBC 实例完成交易信息的广播, 这使
得对于信道的利用率过低, 从而限制了每一轮可完成共识的交易吞吐量, 并带来了额外的广播延迟. 为了提高信道
利用率, 本文提出多可靠广播 (reliable broadcast, RBC) 实例的 k-RBC, 即发起广播的节点广播信息时, 将消息分割
k 个等长或近乎等长的消息分片, 通过 个 k RBC 实例进行消息广播. 这里需要注意的一点是, 这里的优化后的
成
广播算法是 k-RBC 而非 k-PRBC, 这是由于共识阶段验证的优化, 导致 PRBC 中的门限签名算法冗余, 从而从
2
PRBC 简化为 RBC, 使得每一次广播都少一次门限签名算法, 具有 O(n ) 的时间复杂度的降低 (这里假设使用
ECDSA 数字签名算法构建门限签名算法).
k-RBC 的具体算法如算法 1 所示.

算法 1. 节点 P l 上的 k-RBC 算法.
1. if P l == P sender 且收到输入交易 v then
2. 将输出交易 v 等分为 k 份, 为 {v i } k
3. for v i ← {v i } k do
4. 将交易 v i 分成 n 个分片 {s j } n
′
5. {s } = ErasureCoding({s j }) ▷ 利用纠删码对发送数据进行压缩
j
6. h = MerkleTree({s }).GetRootHash()
′
j
7. for s j ← {s j } n do
8. b j = MerkleTree(s ).GetTreeBranch() ▷ 利用 Merkle 树验证交易信息是否被篡改
′
j
( )
′
′
9. 发送消息 VAL h,b j , s ,i := {VAL,h,b j , s ,i} 给节点 P j
j j
′
′
10. upon 收到来自 P sender 的 VAL(h,b j , s ,i) := {VAL,h,b j , s ,i} 消息 do
j j
′ ′
11. 多播消息 ECHO(h,b j , s ,i) := {ECHO,h,b j , s ,i}
j
j
12. upon 收到来自 P j 的 ECHO(h,b j , s ,i) := {ECHO,h,b j , s ,i} 消息 do
′
′
j
j
13. if CheckValidMerkleBranch(b j ,h, s ) then
′
j
14. 保存消息
15. else
16. 丢弃消息
n− f 个不同节点的有效 ECHO 消息 do
17. upon 收到来自
18. 从中采样 n−2 f 个 ECHO 消息中的 s ′′
j
′ ′′ h , h , 则中止
′
19. 重新计算 h = MerkleTree({s }).GetRootHash(), 若出现
j
20. if 还未发送消息 READY(h,i) := {READY,h,i} then
21. 多播消息 READY(h,i)
22. upon 收到 f +1 个有效的 READY(h,i) 消息 do
23. if 还未发送消息 READY(h,i) := {READY,h,i} then
24. 多播消息 READY(h,i)
25. upon 收到 2 f +1 个有效的 READY(h,i) 消息 do
n−2 f 个
26. 等待 ECHO ECHO 消息后, 恢复 v i
27. if V 中不存在 then
v i
28. V.add(v i )
29. if |V| == k then