共识算法涉及的概念

Posted 2023-03-30 胡桃木子

通信复杂度

大家可以发现网络消息数从O(NN)下降到O(N)，但因为每个prepareQC包含2f + 1 签名，所以通信量复杂度还是O(NＮ)。

密码学的进步：包含2f + 1 签名信息的prepareQC，使用门限签名，使得占用空间降至O(1)，整个通信量复杂度下降到O(N)

通信模型

通信模型定义了对手延迟消息的权力限制，有三种基本通信模型：同步模型、异步模型和部分同步模型。

• 同步模型：假定最大的网络延时T，得设置比较大（min级别？）。因为实际情况，网络可以出问题，而解决问题可能几分钟，也可能几小时，甚至几天。

• 异步模型: 网络时延无保证，网络是无法保证达成共识的，著名的FLP定理
  -半异步模型: partial synchronous model，上面两个模型的折中也叫部分同步，网络可能处于异步状态，但是GST（global stable time）后会进入同步状态
  大部分共识算法都是基于半同步模型，这也符合实际情况，可以参考下文。
  https://decentralizedthoughts.github.io/2019-06-01-2019-5-31-models/

响应性（Responsiveness）

一旦网络进入同步状态，好的leader以实际网络延时的速度，达成共识。
也叫做(Optimistic) Responsiveness乐观响应性，我觉得也比较直观。就是网络达到同步状态（GST）后，即解决了所有网络问题后，真正干完活所需的时间和实际网络延迟一致。类似于要搬1000块砖，现在砖也准备好了，人也吃饱喝足了，那么假定一分钟搬10块砖，100分钟就能搬完。
(Optimistic) Responsiveness After GST, any correct leader, once designated, needs to wait just for the first (n−f) responses to guarantee that it can create a proposal that will make progress. “As fast as the network propagates, on a good day”

安全性（safety）

坏事情永远不发生，即所有的好节点不可能提交(commit)相冲突的数据
注意区别密码学的security，这个概念其实和共识算法无关，区块链中的security是通过密码学保证。

活性（liveness）

只要系统网络进入同步状态，系统最终都能达成新共识。
区块链中就是链的高度会增长，不断出新块。

参考链接https://blog.csdn.net/wenyuanhust/article/details/125495449