Secure and efficient asynchronous BFT consensus leveraging trusted execution environments

doi:10.1016/j.future.2026.108786

Secure and efficient asynchronous BFT consensus leveraging trusted execution environments

2026-09-09

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DOI：10.1016/j.future.2026.108786

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异步拜占庭容错（ABFT）协议无需时序假设即可实现分布式共识，但存在高加密开销、二次消息复杂度以及不切实际的部署要求（如通用可信硬件或昂贵的阈值加密）。现有的可信执行环境（TEE）辅助BFT协议仅在部分同步条件下运行，并假设所有节点均具备可信执行能力，这限制了其在异构环境中的适用性。我们提出一种新的TEE辅助异步BFT协议TruBFT，支持部分TEE部署，从而无需所有节点均启用TEE。在我们的设计中，非TEE节点形成临时组并将共识任务委托给选定的TEE节点。达成共识后返回结果并解散组，实现轻量级、按需参与。为降低传统阈值加密的开销，我们利用TEE保护通信和 enclave 限定的加密处理，结合非对称加密，高效抵御审查攻击。此外，我们通过在 enclave 内执行所有与投票相关的操作，重新设计了异步二进制协议阶段，确保ABA投票信息的机密性并提高抗共谋能力。我们在部分可信硬件的异步模型下对协议安全性进行形式化分析。实验结果证实其安全性和性能，使TruBFT适用于异构信任假设的去中心化系统的实际部署。在阿里云广域网上跨最多16台虚拟机的实验表明，在10万笔交易负载下，TruBFT能保持约476 tx/s的稳定吞吐量。

Secure and efficient asynchronous BFT consensus leveraging trusted execution environments

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