6、区块链BFT协议的实验评估与分析

区块链BFT协议的实验评估与分析

1. 背景与基础条件

在半同步环境中，通信受时间限制。任何时候，网络中故障或拜占庭副本的数量不能超过 $f < n/3$，因为当故障数量达到三分之一时，BFT 协议在异步环境中无法保证达成共识，这里假设 $n = 3f + 1$，且所讨论的协议使用经过认证的消息进行通信。

2. 常见BFT协议介绍

2.1 实用拜占庭容错协议（PBFT）

PBFT 是首个提出的实用拜占庭容错协议，它证明了在实际系统中实现 BFT 协议是可行的，与之前理论可行但效率不足以用于实践的协议不同。其在区块链中的正常操作流程如下：
1. 客户端向主副本发送交易请求。
2. 主副本负责聚合、排序并提议一个交易块。
3. 交易添加到块后，通过广播提议该块。
4. 每个副本接收提议的交易块（“预准备”消息），并验证当前视图、序列号、交易和主签名。
5. 验证成功后，每个副本广播一个签名的准备消息，包含块序列号、视图号、交易哈希及其 ID。
6. 收到 2f 个有效准备消息后，副本广播一个提交消息，包含视图号、序列号、交易哈希和自身 ID。
7. 收到 2f + 1 个提交消息后，副本提交该块。

PBFT 的关键路径恒定为 4，但消息复杂度为二次方 $O(n^2)$，以确保即使在无故障情况下也能达成共识。

步骤	操作内容
1	客户端发送