FISCO-BCOS链节点黑名单对共识的影响

一、前言

目的:在fisco-bcos(v2.8.0)环境下,测试黑名单对节点共识的影响。

部署搭建四节点的链,并部署console:

https://fisco-bcos-documentation.readthedocs.io/zh_CN/release-2.8.0/docs/installation.html

getPeers获取某节点所连接的p2p连接列表。
getSealerList获取共识节点列表。

CA黑名单介绍:

https://fisco-bcos-documentation.readthedocs.io/zh_CN/release-2.8.0/docs/design/security_control/certificate_list.html

配置CA黑名单:

https://fisco-bcos-documentation.readthedocs.io/zh_CN/release-2.8.0/docs/manual/certificate_list.html

二、测试过程

通过console每次连接一个节点nodeX,依次通过该nodeX节点的黑名单功能逐个添加其他某个节点,达到逐个断开p2p网络连接的目的,直到节点nodeX在console上无法发送交易,再切换到下一个节点。

具体地,以下过程将从node0开始,console只连node0,逐渐在node0的黑名单中逐个配置node3、node2、node1,node0的黑名单配置到node1时,node0彻底与其他节点彼此断开p2p连接;这时console不再连接node0,而手动切换到node1,对node1节点的黑名单做重复的操作,直到最终console连接每个节点都无法形成共识,无法发送交易。

p2p网络

四节点环境下,

  • 最开始,不配任何黑名单。console连到node0,可以成功发交易;所有节点日志均持续打印“[CONSENSUS][SEALER]++++++++++++++++ Generating seal on,blkNum=28”共识日志;getPeers结果是3个;sealerList是node0-node3。
  • 接下来,给node0黑名单中配node3,重启node0。console连到node0,可以成功发交易;所有节点日志均持续打印共识日志;getPeers结果是2个;sealerList是node0-node3。
  • 接着,继续给node0黑名单中再配node2,重启node0。console连到node0,可以成功发交易;所有节点日志均持续打印共识日志;getPeers结果是1个;sealerList是node0-node3。
  • 继续,给node0黑名单中再配node1,重启node0。(1)console连到node0,发交易超时;node0不再打印共识日志,其他节点接着打印之前的共识日志;getPeers结果是空;sealerList是node0-node3。(2)console连到node1,可以成功发交易。
  • 继续,给node1黑名单中再配node2,重启node1。console连到node1,可以成功发交易;node1-node3均持续打印共识日志;getPeers结果是1个;sealerList是node0-node3。
  • 继续,给node1黑名单中再配node3,重启node1。(1)console连到node1,发交易超时;所有节点均不再打印共识日志;getPeers结果是空;sealerList仍是node0-node3。(2)console连到node2,发交易超时。此时不满足pbft共识要求,整体共识故障。

初步结论:

  • 根据上面步骤初步分析,黑名单控制的p2p连接,不影响getSealerList的结果(除非主动调用consensus指令),但可能会影响整体共识条件,最终导致共识不可用。
  • 4挂1时,正常运行的三个节点之间,不一定需要两两互联(如上面第5幅图),也可以成功发交易。
  • 当最终的节点p2p连接环境,不满足pbft共识条件,则整体集群共识挂掉。

三、PBFT

PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用的拜占庭容错系统。
相比拜占庭容错,运行复杂度从指数级降低到了多项式级别,使拜占庭协议在分布式系统中应用成为可能。
PBFT适合需要节点准入机制的私有链或联盟链,不适合公有链,因为PBFT不能防止女巫攻击。女巫攻击大概是一个恶意用户可以创建足够多的账户,比如达到51%的意思,来影响全局的共识。
PBFT中,总节点数为3f+1时,有效节点数要不小于2f+1,才可以形成共识。也就是说,允许出错的节点数最多为f。比如,像上面四节点的例子,3f+1=4,计算出容错数f=1,那么p2p网络中允许断开连接的节点数最多为1个,正常节点数不能少于2f+1=3个。所以第6幅图中仅剩2个节点有p2p连接,是无论如何也不能够形成共识的。

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