区块链共识：最新进展 | NSR
The following article is from 中国科学杂志社 Author 《国家科学评论》
近期，区块链共识技术领域有哪些激动人心的最新进展？
备受关注的HotStuff还能变得更快更实用吗？
更鲁棒的异步共识可以做到多高的效率？
作为复杂的分布式系统，共识有没有通用的核心组件？
有没有提高共识性能的通用方法？
如何实现节点可变的动态共识？
区块链共识如何真正实现全链条、长久性的容错性？
近日，清华大学段斯斯研究员和北京理工大学张海滨教授在《国家科学评论》（National Science Review, NSR）发表Perspective文章“Recent progress on BFT in the era of blockchain”（区块链时代中，共识技术的最新进展）。段斯斯是论文的第一作者，张海滨是论文的通讯作者。
拜占庭共识（Byzantine fault tolerance, BFT，1982）是计算机领域经典的研究方向，更是区块链的核心基石。
作者将共协议识划分为：①速度更快的半同步共识；②鲁棒性更强的异步共识。作者介绍了三类最有代表性的半同步共识：基于广播的协议（比如Castro和Liskov的PBFT），基于线性传输的协议（三阶段的线性共识HotStuff和作者最新的两阶段线性共识Marlin）, 基于流水线技术的协议（比如Aliph和作者主导开发的BChain）。其中Marlin（DSN 2022）解决了HotStuff之后悬而未决的关键难题，是第一个二阶段线性共识。作者还介绍了鲁棒性更强、但效率相对较低的异步协议，包含作者最新的工作PACE（CCS 2022）。
作者分析并介绍了目前最高效的两种构建共识的通用性原语：二元共识（协商）；可靠广播。前者目前最快的方案是作者设计实现的Pillar二元共识（CCS 2022），是第一个每轮只需要两步、且仅依赖常规门限公共抛币的的协议；而目前通信复杂度最低的可靠广播协议测试作者联合波士顿大学和伊利诺伊大学共同开发的一系列协议，发表于刚刚召开的分布式系统理论顶会PODC 2022。这些协议能够提升已知绝大部分异步共识、各类拜占庭分布式系统、多类密码学和安全多方计算协议。
最后也是最重要的，作者探讨了如何实现成员可变的动态共识及区块链的长期鲁棒性。段斯斯和张海滨最新的S&P2022工作指出，跟直觉不符，实现动态共识是一个易于出错的难点问题。因此，作者设计实现了Dyno系统，兼具了功能性、可证明安全性、高性能。同时通过效率无损的节点增删，Dyno提供了一种实现区块链长期鲁棒性的可靠方案：可为公链中委员会成员管理、联盟链中联盟成员管理、系统中主动恢复等场景提供理论及实践支撑。
扩展阅读
一种全植入式脑机接口的临床应用进展 | 清华李路明团队NSR天然产物：抗疟疾药物的宝库 | NSR观点
人工准粒子晶格中的室温玻色-爱因斯坦凝聚与可控涡旋激光阵列
以铁基纳米线为平台，探索对Majorana零模的操控 | 刘鑫、刘东、张富春等NSR本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容媒体转载联系授权请看下方