基于检查点两段式PBFT共识算法

摘要

针对传统PBFT(practical byzantine fault tolerance)算法在大规模节点网络中引入分层、分组以及节点筛选等理念后，性能提升有限，节点参与度降低等问题，提出基于PBFT、BLS(boneh lynn shacham)聚合签名以及Gossip协议的两段式分层共识算法（TS-PBFT,two-stage PBFT）。将节点网络划分为小规模的主节点网络以及主节点对应的子节点网络，主节点网络采用PBFT算法进行第一阶段的共识，生成未确认区块。当未确认区块达到限定高度（检查点）时，触发第二阶段的共识，子节点网络通过Gossip方式聚合节点的BLS签名，利用AS-PBFT(aggregate signature PBFT)进行区块最终确认，并最终在主节点网络中完成共识。试验表明：在大规模节点下，相较于PBFT、SBFT(simpled byzantine fault tolerance)等算法，整体性能提升50%～100%。该算法保持了节点参与度，能够有效应对大规模节点网络，性能上也得到较大提升。

关键词

两段式分层共识算法 / 聚合签名实用拜占庭算法 / 检查点 / BLS聚合签名 / Gossip

基金资助

安徽省高校科研项目（2024AH050612）