21、动态网络中的轮次无关稳定共识算法

动态网络中的轮次无关稳定共识算法

在动态网络环境中，实现稳定的共识算法是一个具有挑战性的问题。本文将深入探讨相关的研究背景、系统模型、基本消息对手以及轮次无关的共识算法。

1. 相关研究工作回顾

在同步消息传递系统中，关于链路故障下的共识研究可以追溯到Santoro和Widmayer的开创性论文。后续有许多研究对其进行了扩展。Afek和Gafni提出了“消息对手”这一术语。

早期，有提出能解决共识的稳定消息对手，如4D + 1 - 顶点稳定根消息对手，之后又有改进的算法，适用于至少2D + 1轮稳定期的情况。如果所有图都是单根的，D + 1 - 顶点稳定根组件被证明是解决共识的充要条件。

对于稳定共识的研究相对较少。早期研究主要集中在异步系统中，考虑了进程崩溃和拜占庭故障等情况，也有随机化解决方案。还有研究在有向动态网络中考虑确定性稳定共识，但这些研究的假设条件与本文有所不同。

在更强的通信模型方面，除了无向动态网络的相关工作外，其他研究较少。例如，T - 区间连通性的研究保证了每T个连续轮次的通信图中有一个公共子图。

2. 基本系统模型

我们采用与以往研究相同的系统模型和符号。系统由一组无故障的进程组成，每个进程有唯一的ID。进程通过不可靠的有向点对点链路进行消息传递，执行确定性算法，以同步轮次的方式运行，每一轮包括消息交换阶段和同时计算步骤。

一个可接受的执行由初始配置和图序列唯一确定。图序列是一个无限的有向通信图序列，进程在某一轮发送的消息能否被接收取决于该轮的通信图。

信息传播可以用因果过去的概念来描述。消息对手是一组无限的图序列，我们可以通过集合包