Istanbul BFT作为BFT类算法的一种已经有过在以太坊上的实践。
Istanbul BFT作为BFT类算法的一种已经有过在以太坊上的实践。虽然Istanbul目前还存在一些潜在的问题,但其算法思想和实现还是值得学习和借鉴的。
源代码:https://github.com/jpmorganchase/quorum/tree/master/consensus/istanbul
core.backlogs
Round
和Sequence
绑定在一起组成view
,validator
对区块验证后会对其进行签名。Istanbul BFT修改自PBFT算法,包括三个阶段:PRE-PREPARE
、PREPARE
以及COMMIT
。在N
个节点的网络中,这个算法可以最多容忍F
个出错节点,其中N=3F+1
。在每一轮开始前,validator
会选择其中一个作为proposer
,默认以轮询的方式(除此之外还有sticky的方式,搜索stickyProposer
方法去看细节)。然后proposer会提出一个区块的proposal,并且广播PRE-PREPARE
信息。一旦一个validator收到PRE-PREPARE
信息,会把状态标记为PRE-PREPARED
,然后广播PREPARE
信息。这一步是为了确保所有的validator在同一个seqnence和round(代码中为view)上进行共识验证。一旦收到2F+ 1
个PREPARE
信息,validator进入PREPARED
状态然后广播COMMIT
信息。这一步是为了通知节点的peer已经接收到了提出的区块,并且即将插入区块到链中。最后,validator等待2F + 1
个COMMIT
信息,然后进入COMMITTED
状态然后插入区块到链中。
Istanbul BFT算法中的区块是确定的,意味着链没有分叉并且合法的区块一定是在链中。为了防止一个恶意节点生成不同的链,在把区块插入进链之前,每一个validator必须把2F + 1
个COMMIT
签名放进区块头的extraData
字段。因此,区块时可以自我验证的(因为有签名)并且轻客户端也支持。然而动态的extraData
也会造成区块的hash计算问题。因为一个区块可以被不同的validator验证,所以会有不同的签名,所以同一个区块会有不同的hash。解决的方案是,计算区块hash的时候把COMMIT
签名排除在外。因此我们任然可以在保证block hash一致性的同时进行共识验证。
New Round
: 一个proposer发送新的区块proposal。validator等待PRE-PREPARE
信息。PRE-PREPARED
: 一个validator已经收到PRE-PREPARE
信息,并且广播PREPARE
信息。然后等待2F + 1
个PREPARE
或者COMMIT
信息。PREPARED
: 一个validator已经收到2F + 1
个PREPARE
信息,此时把自身状态标记为PREPARED
,并且广播COMMIT
信息。然后等待2F + 1
个COMMIT
信息COMMITTED
: 一个validator已经收到2F + 1
个COMMIT
信息,此时把自身状态标记为COMMITTED
,并且开始把提出的block插入链中。FINAL COMMITTED
: 一个validator已经成功把区块成功插入了链中,此时把自身状态标记为FINAL COMMITTED
,并且等待下一轮。ROUND CHANGE
: 一个validator等待关于同一个round下的2F + 1
个ROUND CHANGE
信息。PRE-PREPARED
状态。PRE-PREPARED
状态,一旦收到PRE-PREPARED
信息并且伴随着以下情况:
PREPARE
信息给其他validators。2F + 1
个有效的PREPARE
信息,因此而进入PREPARED
状态。有效信息需要满足以下条件:
PREPARED
状态,Validator广播COMMIT信息。2F + 1
个·有效的COMMIT
信息,以此进入COMMITTED
状态。有效的信息需要满足以下条件:
2F + 1
个commitment签名放进区块头的extraData
并且尝试插入区块进区块链。FINAL COMMITTED
状态。如果觉得我的文章对您有用,请随意打赏。你的支持将鼓励我继续创作!