PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法

PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法

实用拜占庭容错系统(PBFT)降低了拜占庭协议的运行复杂度,从指数级别降低到多项式级别(Polynomial),使拜占庭协议在分布式系统中应用成为可能。

节点角色:

Primary节点和普通节点,PBFT系统的Primary是轮流当选的,这和zab、raft不一样

  • 主节点 p = v mod |R|
  • p:主节点编号
  • v:视图编号
  • |R|节点个数

Primary角色分析

Primary节点的作用:

  1. 正常工作时,接收客户端的事务请求,验证request身份后,为该请求设置编号,广播pre-prepare消息
  2. 新Primary当选时,根据自己收集的View-Change消息,发送View-New信息,让其它节点同步数据
  3. Primary与所有的其它节点维系心跳

Primary节点地位和follower节点一样,并没有什么特权

  1. 如果Primary宕机,会因为心跳超时,而触发重新选举,保证系统运行稳定

  2. 如果Primary恶意发送错误编号的消息,那么会在后续的操作中,被follower察觉,因为 prepare和commit阶段都是会进行广播的,一旦不一致,view-change

  3. 如果Primary不发送接收到的request,client在超时未回复时,会重发request到所有的replica,小弟们发现primary竟然私藏消息,view-change

  4. 如果Primary节点篡改消息,因为有Request里面有data和client的签名,所以primary无法篡改消息,其它replica会先验证消息的合法性,否则丢弃,view-change

    综上所述,限制了权限的Primary节点,如果宕机、或者不发生消息、或者发送错误编号的消息、或者篡改消息,都会被其它节点感知,并触发view-change。

算法介绍

容错率

  • raft算法的的容错只支持容错故障节点,不支持容错作恶节点,所以容错率高,过半节点正常即可

  • PBFT算法可以容忍小于1/3个无效或者恶意节点

    作恶节点:除了可以故意对集群的其它节点的请求无响应之外,还可以故意发送错误的数据,或者给不同的其它节点发送不同的数据,使整个集群的节点最终无法达成共识,这种节点就是作恶节点。

论文来源

中文地址: https://blog.csdn.net/DeveloperRen/article/details/82771710

原始论文的地址: http://pmg.csail.mit.edu/papers/osdi99.pdf

辅助博客:https://www.jianshu.com/p/cf1010f39b84

本文作者: DDDemons hide 发布时间: 2020-10-12 最后更新: 2020-10-12 本文标题: PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法 本文链接: https://xwjahahahaha.github.io/2020/10/12/知识贴/区块链/去中心化的共识算法/PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法/ 版权声明: 本作品采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议进行许可。转载请注明出处!
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