23、高效同步广播协议：ν - SimCast 解析

高效同步广播协议：ν - SimCast 解析

在当今的网络通信和密码学领域，高效且安全的同步广播协议至关重要。本文将深入探讨一种名为 ν - SimCast 的同步广播协议，包括其通信与对手模型、密码学组件、基本协议流程、可扩展性以及安全性证明等方面。

1. 预备知识

1.1 通信与对手模型

考虑一个由 $n$ 个参与者 $P = {P_1, \ldots, P_n}$ 组成的网络。参与者之间通过私有点对点链路相互连接，同时可以使用可靠的公共广播信道。通过该信道发送的消息能够可靠地传递给所有参与者，即所有各方接收到相同的消息。

私有点对点链路可以通过在公共信道上使用加密来模拟。如果没有物理广播信道，可以使用特殊的广播协议来实现。然而，在现实网络（如互联网）上实现可靠广播的成本较高。例如，Cachin 等人的协议在 $n$ 个参与者的组中运行时，消息复杂度为 $O(n^2)$，并且只是概率性的，即引入了小的错误概率。

在本模型中，允许对手 $A$ 控制任意一组 $t < n/2$ 个参与者。被控制的参与者在协议执行期间可以采取任何行为，包括违反协议和提前中止。对手被认为是静态的，即在协议执行之前被控制的参与者集合是固定的。特殊的广播协议进一步将容错性限制为 $t < n/3$，但在某些额外假设（如存在公钥基础设施）下，可以保持容错性为 $t < n/2$。

通信被组织成轮次，并通过假设部分同步通信来模拟消息传输中的延迟。与完美同步模型（给定轮次中的所有消息同时传递）不同，部分同步模型允许每个轮次内有任意延迟。在实践中，可以使用同步时钟来实现这种模型：如果参与者在预定义的时间框架内未完成其操作，则将其从进一步处理