ERBFT: improved asynchronous BFT with erasure code and verifiable random function

Yu Lan

doi:10.1007/s11227-025-06995-4

ERBFT: improved asynchronous BFT with erasure code and verifiable random function

2025-02-12

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DOI：10.1007/s11227-025-06995-4

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异步拜占庭容错（BFT）协议被广泛应用于关键任务中。然而，现有的异步共识算法，如Honey Badger BFT（HBBFT）和DumboBFT，仍然存在带宽浪费、生产者选举轮次过多和共识效率低下的问题。因此，探索优化当前异步共识算法的方案对于提升效率至关重要。本研究提出了一种基于纠删码和可验证随机函数的改进异步BFT（ERBFT）。通过引入纠删码方案，ERBFT优化了可证明广播协议，以减少不必要的带宽浪费和消息复杂度。基于节点在广播阶段的表现，设计了一种全面的节点活跃度评估机制，用于计算节点的活跃水平。结合可验证随机函数后，该活跃水平能够高效地从活跃节点中选出一个生产者。这种集成提升了达成共识的效率，并有效降低了生产者选举的频率。最终的理论和实验分析表明，ERBFT的吞吐量显著高于HBBFT、Dumbo2和sDumbo，延迟显著低于这些算法。具体而言，当n=100时，与HBBFT相比，ERBFT的吞吐量提升了137.4%，延迟降低了58.4%。

Keyword:

Consensus

Blockchain

Byzantine-fault tolerance

verifiable random function

provable broadcast

ERBFT: improved asynchronous BFT with erasure code and verifiable random function

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