Algoritmo de consenso del Grupo Fibonacci basado en mecanismos de evaluación de nodos
Autores: Shen, Xueli; Li, Xinru
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Algoritmo de consenso del Grupo Fibonacci basado en mecanismos de evaluación de nodos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Desafíos
Algoritmo de consenso PBFT
Sobrecarga de comunicación
Mecanismo de evaluación de nodos
Proceso de consenso
Ataques de nodos bizantinos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
En respuesta a los desafíos planteados por el algoritmo de consenso de Tolerancia a Fallas Bizantinas Práctico (PBFT), donde todos los nodos están involucrados en el proceso de consenso, se abordan problemas como la alta sobrecarga de comunicación en el procedimiento de tres fases, la selección aleatoria de nodos maestros y la ausencia de mecanismos de recompensa y penalización. Esto lleva a la propuesta de un algoritmo de consenso de Tolerancia a Fallas Bizantinas Práctico Especulativo (SP-PBFT) basado en un mecanismo de evaluación de nodos para agrupación especulativa. En primer lugar, se optimizó el protocolo de consenso y se propuso un mecanismo de tiempo de espera para dividir el proceso de consenso en un modo optimista y un modo pesimista, lo que redujo la sobrecarga de comunicación bajo la premisa de resistir los ataques de nodos bizantinos. En segundo lugar, se propuso un mecanismo de evaluación de nodos para calcular el valor de reputación del nodo según el comportamiento histórico del nodo y dar la recompensa o castigo correspondiente, lo que redujo la posibilidad de que nodos malintencionados participen en el proceso de consenso. Finalmente, se utilizó el mecanismo de agrupación Fibonacci para reducir el número de nodos que participan en el proceso de consenso, mejorando fundamentalmente la eficiencia del consenso, evitando el problema de centralización del proceso de consenso causado por el valor de reputación acumulado de los nodos y mejorando el entusiasmo de los nodos de consenso. Experimentos de simulación utilizando contenedores Docker para simular múltiples nodos muestran que el algoritmo de consenso SP-PBFT propuesto en este documento tiene un mejor rendimiento que el algoritmo de consenso PBFT y otros algoritmos mejorados en cuanto a retraso de consenso, rendimiento, tolerancia a fallas y complejidad de comunicación.
Descripción
En respuesta a los desafíos planteados por el algoritmo de consenso de Tolerancia a Fallas Bizantinas Práctico (PBFT), donde todos los nodos están involucrados en el proceso de consenso, se abordan problemas como la alta sobrecarga de comunicación en el procedimiento de tres fases, la selección aleatoria de nodos maestros y la ausencia de mecanismos de recompensa y penalización. Esto lleva a la propuesta de un algoritmo de consenso de Tolerancia a Fallas Bizantinas Práctico Especulativo (SP-PBFT) basado en un mecanismo de evaluación de nodos para agrupación especulativa. En primer lugar, se optimizó el protocolo de consenso y se propuso un mecanismo de tiempo de espera para dividir el proceso de consenso en un modo optimista y un modo pesimista, lo que redujo la sobrecarga de comunicación bajo la premisa de resistir los ataques de nodos bizantinos. En segundo lugar, se propuso un mecanismo de evaluación de nodos para calcular el valor de reputación del nodo según el comportamiento histórico del nodo y dar la recompensa o castigo correspondiente, lo que redujo la posibilidad de que nodos malintencionados participen en el proceso de consenso. Finalmente, se utilizó el mecanismo de agrupación Fibonacci para reducir el número de nodos que participan en el proceso de consenso, mejorando fundamentalmente la eficiencia del consenso, evitando el problema de centralización del proceso de consenso causado por el valor de reputación acumulado de los nodos y mejorando el entusiasmo de los nodos de consenso. Experimentos de simulación utilizando contenedores Docker para simular múltiples nodos muestran que el algoritmo de consenso SP-PBFT propuesto en este documento tiene un mejor rendimiento que el algoritmo de consenso PBFT y otros algoritmos mejorados en cuanto a retraso de consenso, rendimiento, tolerancia a fallas y complejidad de comunicación.