本文提出了一种名为 HashRand 的高效异步随机信标协议，旨在解决区块链、投票、安全分布式计算等场景中对不可预测且无偏随机性的需求。现有随机信标协议大多依赖阈值密码学设置或存在高计算开销，部分协议还要求网络部分同步或具备有界延迟，这些限制影响了其部署的灵活性和效率。HashRand 仅依赖安全哈希函数和节点间的安全信道即可生成随机信标，无需阈值密码学，从而避免了复杂的密钥管理和初始化过程。在通信复杂度方面，每个节点每生成一个信标的均摊通信开销为 O(λn log n) 比特，其中 n 为节点数。计算效率上，由于一次单向哈希计算的时间比离散对数指数运算低两个数量级，HashRand 较同类协议显著降低计算成本。此外，利用哈希函数对量子攻击的安全性，HashRand 实现了后量子安全属性，这使其区别于基于离散对数密码学的现有协议。实验部分，作者在由 136 个节点组成的地理分布式测试床上进行了评估，结果显示 HashRand 每分钟可生成 78 个信标，吞吐量至少是 Spurt（IEEE S&P'22）的 5 倍。为了展示实际效用，作者还基于 HashRand 实现了一个后量子安全的异步状态机复制（SMR）协议，在 16 个节点的广域网环境中，其响应率达到每秒超过 13.5 万笔交易，延迟为 2.3 秒。本文的核心贡献在于设计了一个兼具通信和计算效率的异步随机信标协议，同时具备后量子安全性，并通过原型验证了其实用性，适用于对随机性可靠性要求高且网络环境为异步的分布式系统。

本文提出了一种新的向量共识原语——聚合向量共识，专为异步网络设计。传统的共识协议通常只输出单个值，而该原语通过聚合来自不同进程的独立输入，输出一个值向量，从而实现更高效的一致性。基于该原语，作者设计了Juno协议，一个异步公共子集（ACS）协议，它完全实现了聚合向量共识，并达到了最优的O(n²)消息复杂度。作者将Juno与经典HoneyBadgerBFT和当前最先进的Dory协议进行了对比实验，结果显示Juno在平均吞吐量上比HoneyBadgerBFT提升了93%，比Dory提升了47%。这项工作填补了向量共识协议在完全异步网络中应用的研究空白，为异步区块链共识提供了新的高效解决方案。论文的主要贡献包括：定义聚合向量共识的新原语；设计并实现了最优复杂度的ACS协议；通过实验证明了其有效性。适合对分布式系统、区块链共识算法及BFT协议感兴趣的研究者和工程师阅读。