基于可验证延迟函数的改进实用拜占庭容错算法

来源：计算机应用杂志2023年第11期北京时间：

作者：王春东, 姜鑫

单位：天津理工大学 计算机科学与工程学院，天津 300384

摘要：针对实用拜占庭容错（PBFT）共识机制的主节点选择不合理和高交易延迟问题，提出一种基于可验证延迟函数（VDF）的改进实用拜占庭容错共识机制VPBFT。首先，针对原有的PBFT算法引入投票机制进行节点选取，并根据随机投票结果将节点划分为普通节点、投票节点、备份节点和共识节点；其次，改进PBFT算法主节点选举机制，即使用VDF进行主节点选举，并利用上一区块哈希值和用户私钥生成随机数，增加主节点的不可预测性，保证共识安全；最后，优化PBFT算法的共识过程，将共识过程简化为三个阶段，从而降低算法复杂度，减少通信开销。实验结果表明，所提出的VPBFT在安全性和共识性能方面优于原有PBFT算法。

关键词：区块链,实用拜占庭容错,可验证延迟函数,投票机制,哈希函数,交易延迟

基金资助：“科技助力经济2020”重点专项(SQ2020YFF0413781);天津市科委重大专项(15ZXDSGX00030);国家自然科学基金面上—联合基金资助项目(U1536122)