CG-PBFT : un algorithme PBFT efficace basé sur le regroupement de crédit

Résumé En raison de ses excellentes propriétés de tolérance aux pannes, d'efficacité et de disponibilité, l'algorithme de tolérance aux pannes byzantines pratique (PBFT) est devenu l'algorithme de consensus principal dans la blockchain. Cependant, les algorithmes PBFT actuels présentent des problèmes tels qu'une sécurité inadéquate dans la sélection des nœuds principaux, un coût de communication élevé et un retard réseau dans le processus de consensus. Pour remédier à ces problèmes, nous concevons un nouvel algorithme de tolérance aux pannes byzantines efficace basé sur le regroupement de crédit, appelé CG-PBFT. Tout d'abord, nous proposons un nouveau modèle d'évaluation du crédit pour obtenir les valeurs de crédit des nœuds et introduisons un algorithme d'optimisation de tri rapide à trois voies pour diviser les nœuds en un groupe de nœuds maîtres, un groupe de nœuds de consensus et un groupe de nœuds d'observation, qui ont différents privilèges. Les nœuds du groupe de nœuds d'observation sont restreints dans leur participation au consensus, ce qui réduit le coût de communication et améliore l'efficacité du consensus. Deuxièmement, nous proposons une méthode de sélection optimisée pour le nœud principal basée sur un mécanisme de vote, whereby le groupe de nœuds de consensus et le groupe de nœuds d'observation votent pour désigner le nœud principal, ce qui réduit la probabilité que des nœuds malveillants agissent en tant que nœud principal et améliore la sécurité de la sélection du nœud principal. Enfin, le mécanisme de conversion d'identité entre les groupes de nœuds est conçu, et le comportement réel des nœuds au sein des différents groupes reçoit des récompenses ou des sanctions en fonction de leur crédit, afin de maintenir un incitatif pour les nœuds à participer à un comportement systémique approprié et améliorer l'enthousiasme au travail des nœuds. Les résultats de simulation expérimentale montrent qu'en comparaison avec les algorithmes PBFT existants, l'algorithme CG-PBFT améliore le débit moyen de 51,3 % et réduit le délai moyen de 64,5 % ; il améliore considérablement l'efficacité opérationnelle du système et peut être plus adapté à des applications dans les scénarios de blockchain de consortium.