SDRaft:基于Schnorr协议和差分日志的拜占庭容错算法

摘要

为了平衡Raft算法在非拜占庭容错和通信开销方面的局限，本文提出了一种基于Schnorr协议和差分日志的拜占庭容错算法SDRaft,该算法结合了Raft算法的一致性维护、Schnorr协议的数据安全性和差分日志的高效性.在领导者选举阶段，SDRaft利用Schnorr协议进行节点身份验证和选票签名，确保合法节点参与选举，防范拜占庭攻击.同时，设计并引入计票比较机制，限制得票较少的候选节点，减少选举轮数.在日志复制阶段，SDRaft要求领导者节点对包含日志条目及其哈希值的日志批次进行签名，实现安全差分日志复制，加速达成数据一致性.最后对设计的SDRaft算法进行性能分析和仿真实验，实验结果表明，SDRaft算法在保持良好拜占庭容错的基础上，提高了算法的安全性和效率.

关键词

Raft / Schnorr协议 / 差分日志 / 区块链 / 数字签名