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一文简述 HotStuff 的工作原理

BFT 共鸣系列在许多区块链项目中获得了应用,好比本体回收可验证随机函数 VRF 和 BFT 团结的 VBFT 共鸣协议。我们但愿这篇简短的先容能让各人迅速领略 HotStuff事情流程,并以此对 LibraBFT、VBFT 等 BFT 系列共鸣协议能有深入相识。

commit 阶段:其它节点对 pre-commit 动静举办投票。在收到足够多的投票后,主节点向所有节点广播 commit 动静。此时,收到 commit 动静的节点可以锁定当前状态迁移要求以便纵然视图切换也可以顺利告竣共鸣。

一般环境下,完整签名的巨细和签名者的个数无关。HotStuff 用门限签名来淘汰共鸣协议中签名的个数。本体对付门限签名方案做了大量的研究,在和区块链的团结上,已经有了许多的想法和实践,会在今后的技能视点中慢慢揭示。

二、HotStuff 基本协议先容

我们认为 HotStuff 做出的第一个改变,也是最重要的一个改变,就是将 PBFT 的网状通信网络拓扑酿成了星形通信网络拓扑,即它每次通信都依靠主节点。节点不再通过 p2p 网络将动静广播给其它节点,而是将动静发送给主节点,由主节点处理惩罚后发送给其它节点。得益于星型通信网络拓扑,系统的通信巨大度获得了大大低落。和 PBFT 中雷同地,主节点会提议举办状态迁移,其它节点收到该状态迁移要求后,会查抄其正当性。

我们可以看到,在 HotStuff 的三阶段确认中,所谓投票,就是其它节点即对某个动静举办门限签名并发送给主节点。当主节点收到足够多的投票时会导出完整签名。主节点向其它节点广播下一阶段动静时将附上这个签名,供其它节点将验证。

原文标题:《Facebook 主导的 Libra 所基于的共鸣 HotStuff 是如何事情的?》

正常流程下,PBFT 回收了两轮点对点通信来完成这个方针。

在相识了这两个改变后,我们可以简朴描写一下 HotStuff 的流程。HotStuff 以 prepare 阶段作为协议的开始阶段。在这一阶段中,当主节点收集到足够的节点发来新视图请求后,它开始新视图并提出本身的状态迁移要求,发送 prepare 动静给其它节点。系统中的其它节点在吸收到 prepare 动静后,验证其正当性并举办如下三阶段确认:

我们以为 HotStuff 做出的第二个重要改变是将视图切换流程和正常流程举办归并,即不再有单独的视图切换流程,低落了视图切换的巨大度。可以看到,在 HotStuff 中切换视图时,系统中的某个节点也无需再确认「足够多的节点但愿举办视图切换」这一动静后再通知新的主节点,它直接切换到新视图并通知新的主节点。HotStuff 把确认「足够多的节点但愿举办视图切换」这一动静的行为放进了正常流程中。这一做法较量新颖,但一定会给正常流程引入新简直认阶段。因此,HotStuff 把 PBFT 的两阶段确认扩展成了三阶段确认。

图:网状通信网络拓扑向星形通信网络拓扑转变

图:流水化 HotStuff (来历于原论文)

三、HotStuff 的流水化处理惩罚

可以看到,上述 HotStuff 基本协议的这三个确认阶段采纳了雷同的行为:其它节点对某一动静举办投票,主节点合成投票意见并通知给其它节点。这些进程可以统一暗示,并回收流水化来处理惩罚。这是 HotStuff 做出的第四个改变:共鸣进程的流水化处理惩罚

图:(3,5)-门限签名

流水化的 HotStuff 是在基本版 HotStuff 长举办了变革扩展,即每个 prepare 阶段城市切换视图。其实我们可以看到,这本质上就是让下一个视图的 prepare 阶段为当前视图的 prepare 阶段举办确认,即下一个 prepare 阶段(隐含地)包括了对当前视图的 pre-commit 确认,并以此类推。HotStuff 基本协议中的三阶段确认拥有沟通的布局,因此这种流水化扩展是可以做到的。

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