A Flexible Sharding Blockchain Protocol Based on Cross-Shard Byzantine Fault Tolerance

计算机科学 块链 协议(科学) 容错 计算机网络 分布式计算 拜占庭式建筑 Byzantine容错 并行计算 计算机安全 医学 历史 病理 古代史 替代医学
作者
Yizhong Liu,Xinxin Xing,Haosu Cheng,Dawei Li,Zhenyu Guan,Jianwei Liu,Qianhong Wu
出处
期刊:IEEE Transactions on Information Forensics and Security [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:18: 2276-2291 被引量:41
标识
DOI:10.1109/tifs.2023.3266628
摘要

Sharding technology is crucial to achieve decentralization, scalability, and security simultaneously. However, existing sharding blockchain schemes suffer from high cross-shard transaction processing latency, low parallelism, incomplete cross-shard views of shard members, centralized reconfiguration, high overhead of randomness generation, and lack of formalized protocol design and security proofs. This paper proposes a flexible sharding (FS) blockchain protocol. First, a cross-shard Byzantine fault tolerance (CSBFT) protocol is designed to cut down confirmation delays when processing cross-shard transactions. Second, we utilize multiple parallel CSBFT where each node acts not only as a leader but also as multiple ordinary members to break through the performance bottleneck caused by a leader's bandwidth and computing power, improving the system parallelism. Third, a cross-shard transaction censorship attack is proposed, and a cross-shard view-change mechanism is designed to defend against it. Fourth, a secure and truly decentralized shard reconfiguration method combining proof-of-work, proof-of-possession, and intra-shard BFT is designed. Fifth, we utilize a formal protocol design method and give strict security proof for each protocol. Finally, we evaluate FS from both theoretical and practical perspectives. FS is proven to have lower communication and computation complexity and achieve considerable performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
回穆完成签到 ,获得积分10
1秒前
hao完成签到,获得积分0
2秒前
Gavin完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
carry完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
10秒前
wu完成签到,获得积分10
12秒前
甜美听寒发布了新的文献求助10
12秒前
carry发布了新的文献求助10
13秒前
轻松的嚣发布了新的文献求助10
15秒前
19秒前
明钟达完成签到,获得积分10
21秒前
LSY完成签到 ,获得积分10
24秒前
春意盎然完成签到,获得积分10
24秒前
向往完成签到 ,获得积分10
25秒前
乐观健柏完成签到,获得积分10
25秒前
tanx完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
赵赵完成签到 ,获得积分10
28秒前
诸事皆顺完成签到,获得积分10
28秒前
Kody完成签到,获得积分10
29秒前
lp完成签到 ,获得积分10
31秒前
Freddy完成签到 ,获得积分10
32秒前
ypres完成签到 ,获得积分10
34秒前
善良的广缘完成签到,获得积分10
35秒前
35秒前
小鱼女侠完成签到 ,获得积分10
38秒前
apollo3232完成签到,获得积分0
39秒前
40秒前
灵巧的青寒完成签到,获得积分10
41秒前
41秒前
李健应助SCH_zhu采纳,获得30
42秒前
子卿完成签到,获得积分0
42秒前
俭朴连虎完成签到 ,获得积分10
45秒前
ZA9完成签到,获得积分10
46秒前
潇湘夜雨完成签到,获得积分10
46秒前
Sun完成签到,获得积分10
47秒前
Kiki完成签到 ,获得积分10
48秒前
爱学习的小霸完成签到,获得积分10
51秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6355811
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8170527
关于积分的说明 17201135
捐赠科研通 5411774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864385
邀请新用户注册赠送积分活动 1841922
关于科研通互助平台的介绍 1690224