基于可信计数器的拜占庭容错技术研究

【摘要】近些年来,提高分布式系统容错能力的研究取得了很大的进步。但是要想保证容错系统的正常运行,对系统不受信任组件的数量会有明确的限制。例如,复制状态机容错系统不能容忍超过1/3数量的状态机节点出错。Chun等人提出了只增内存证明(A2M)组件,它是一个易于实施和验证的可信部件。A2M提供了一个基于可信日志的编程模式,使设计的拜占庭协议免受恶意主机的“欺骗”,消除了一个恶意主机以不同方式欺骗不同客户端或者服务器的能力,这是所有拜占庭容错系统亟待解决的一个问题。然而可信日志需要可信存储空间的支持,这会给大规模实施带来不便。因此本文设计出了一种不同于可信日志的更小的部件,我们称其为可信计数器(TrCou),它比单调计数器和密钥的组合更小。利用TrCou设计改进的A2M容错系统不仅可以将日志存储在不可信存储空间内,同时也能够减少节点之间验证消息的次数,本文主要做了以下三个方面的工作：第一、设计出了能够在分布式系统中使用的可信部件—TrCou(可信计数器),其目的是为了提高分布式系统中的安全性。,TrCou是一个包含一个非递减计数器和一个隐藏加密密钥的可信硬件模块。这种组合的可信部件将会有效的改善分布式系统的安全性。TrCou的设计来自于A2M工作的启发,A2M提出了一种可信日志的概念以改善系统的安全性。相对于A2M,TrCou的设计更为简单：即用计数器来代替可信日志。第二、使用TrCou改进了现有的A2M函数接口并重新设计了两种基于拜占庭容错的A2M协议：A2M-PBFT-EAt和A2M-PBFT-Et。第三、设计出了相关的仿真实验,并验证了改进后系统的性能。实验结果表明基于可信计数器改进的A2M拜占庭容错协议在任务响应速度上相比原始的A2M拜占庭容错协议更快。
【作者】朱腾；
【导师】周伟；何婷婷；
【作者基本信息】华中师范大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】拜占庭容错；可信计数器；复制品；

【参考文献】
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