44、区块链拜占庭容错的形式化验证

区块链拜占庭容错的形式化验证

1. 区块链组件验证方法概述

在区块链系统中，交易的一致性和正确性至关重要。传统的一些区块链共识算法存在问题，例如某些交易可能无法最终被添加到其他正确进程的本地交易账本中。IBFT v2.x 虽然解决了这个问题，但要求交易提交给所有正确的验证者，且目前尚无该协议的自动化证明。

下面将介绍如何使用拜占庭模型检查器（Byzantine model checker）验证二进制值广播区块链组件，并以此验证 Red Belly Blockchain 中使用的 DBFT 二进制共识的一个变体的一致性。

2. 拜占庭模型检查器与二进制值广播

• 拜占庭模型检查器（ByMC） ：容错分布式算法通常基于一些参数，如进程数量 (n)、最大拜占庭故障数量 (t) 或拜占庭故障数量 (f)。阈值保护算法使用这些参数定义基于阈值的保护条件，使进程能够过渡到不同状态。为了避免对无限系统进行模型检查的不可判定性，引入了两个参数区间抽象：
  • 用独立于参数的有限状态机对每个进程进行建模。
  • 用抽象计数器对整个系统进行建模，量化每个状态下的进程数量，以获得有限状态系统。
  • ByMC 可以验证阈值自动机，并已用于证明各种分布式算法，如原子提交或可靠广播。它可以输出迹，显示在阈值自动机的所有可达状态中属性都得到满足。
• 二进制值广播（BV - broadcast） ：是一种用于区块链的拜占庭容错通信抽象，在异步网络和可靠通道中工作，最大拜占庭故障数量