Asynchronous Random Committee Election for Preprocessing in Asynchronous Distributed Key Generation

Renfei Shen

doi:10.1109/tnse.2026.3718314

Asynchronous Random Committee Election for Preprocessing in Asynchronous Distributed Key Generation

2026-07-29

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DOI：10.1109/tnse.2026.3718314

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分布式密钥生成（DKG）允许多个节点通过阈值秘密共享联合生成公私钥对，无需依赖可信第三方，并作为阈值签名和区块链系统等去中心化应用中的关键原语。然而，大多数传统DKG协议假设同步性，因此不适合完全异步环境。现有的异步DKG（ADKG）协议主要优化内部组件，而忽视了可从根本上简化ADKG的预处理策略。为解决此问题，我们将共识相关操作转移到离线预处理阶段，从而降低ADKG阶段的在线复杂度。具体而言，我们设计了一个异步预处理随机委员会选举（PRCE）协议，在安全参数λ和节点数n下通信复杂度为O(λn³)，将ADKG阶段的共识调用次数从O(n)降至O(1)。我们进一步提出了一种双变量不对称异步完全秘密共享（BAACSS）方案，通过O(λn³)通信实现完整性恢复而无需泄露原始份额集的隐私。该方案仅依赖离散对数假设，支持低阈值和高阈值设置，且无需随机预言模型或公钥基础设施。实验结果表明，我们的预处理随机ADKG（PRADKG）协议在n=49和重构阈值ℓ=17的系统中，在线运行时间比最新方法提升了58.77%。

Keyword:

Asynchronous distributed key generation

asynchronous complete secret sharing

network security

distributed systems

asynchronous Byzantine agreement

Asynchronous Random Committee Election for Preprocessing in Asynchronous Distributed Key Generation

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