本文提出 Rondo，一个在部分同步网络模型下具备可扩展性和重配置友好性的分布式随机信标（DRB）协议。DRB 用于为区块链、选举、抽签等应用提供公开可验证、不可预测且无偏的随机数源。现有基于批量异步可验证秘密共享（bAVSS）的 DRB 协议虽然安全性强，但通信复杂度高达 O(n^3)（n 为节点数），严重限制了其在大规模网络中的部署。Rondo 的核心创新是提出一种新的密码学原语——带部分输出的批量异步可验证秘密共享（bAVSS-PO）。该原语是 bAVSS 的弱化版本，但其设计足以支撑安全且可扩展的 DRB 协议，同时显著降低通信开销。作者基于 bAVSS-PO 实现了名为 Breeze 的具体协议，在秘密共享阶段达到最优的 O(n) 消息复杂度，从而使 Rondo 的可扩展性优于此前的 DRB 方案。此外，为支持节点动态加入与退出（重配置），作者还提出 Rondo-BFT，一个受 Dyno（S&P 2022）启发的动态部分同步拜占庭容错协议。与 Dyno 不同，Rondo-BFT 的通信模式能够周期性地生成随机信标输出，因此非常适合 DRB 应用场景。作者在 Amazon EC2 上使用最多 91 个实例实现了完整协议并进行了性能评测。实验结果表明，Rondo 在吞吐量上优于现有工作，且随着节点数 n 增长，性能下降幅度比已有协议更小，展现出更优的可扩展性。总体而言，本文为构建大规模、可动态重配置的分布式随机数服务提供了一种新的高效方案，对依赖可靠随机源的系统设计具有重要参考价值。

本文提出了一种在无中央协调器且无需共识的情况下实现拜占庭容错鲁棒聚合的方法。现有的拜占庭鲁棒聚合规则（如 multi-Krum）通常依赖中央协调器，且因其全局耦合、非结合性和不连续性而难以去中心化——微小的扰动可能导致输出突变。作者提出的 ACFA（Accountable Consensus-Free Aggregation）框架通过复制一个内容寻址的 OR-Set（存储签名贡献）和一个仅增长的自我认证歧义证明集合，实现了无需共识的复制。聚合过程是收敛乘积状态的确定性纯函数：在哈希规范顺序上进行定点整数运算，通过内容哈希打破平局。论文证明了非单调、非结合或随机的 CRDT 收敛乘积的任何纯函数都能继承强最终一致性，并给出了逆命题。原型系统（10个节点，3个拜占庭节点）通过了16/16的验证检查，包括敌对 gossip 下的字节一致根、延迟歧义证明后的确定性重收敛、分区恢复等。该方法的保证是一致性而非准确性；鲁棒性依赖于 2f+3 个已接受的贡献（最多 f 个拜占庭节点）和给定的量化裕度条件。本文适合分布式系统、拜占庭容错和鲁棒聚合领域的研究人员阅读。

该论文研究了基于有向无环图（DAG）的区块链协议，旨在解决CAP定理中活跃性（动态可用性）与安全性在网络分区下的权衡。论文提出了两类协议：结构化传播（针对活跃性）和分级公共前缀（GCP，针对安全性）。对于第一类，作者首次提出了具有恒定预期延迟（3Δ）的DAG协议，在睡眠模型下实现高吞吐量动态可用性，吞吐量随参与度线性扩展，并通过原型验证了性能优势。第二类GCP原语提供了网络分区下的安全性，但弱于标准共识，仅需2个通信步骤（现有低延迟部分同步BFT需4步），且不易依赖单一领导者，对崩溃更鲁棒。实验验证了理论优势。此外，论文将协议扩展到Ebb-and-Flow框架，集成两种协议，实现了混合DAG协议：高吞吐量、动态可用性以及网络分区下的最终性，无需像现有工作那样运行两次标准共识协议。适合对区块链共识、分布式系统容错、性能优化的研究人员和工程师阅读。

本文提出了一种名为 Orcaella 的混合容错协议，针对部分同步状态机复制（SMR）中的混合拜占庭和崩溃故障模型进行了研究。经典的 PBFT 协议需要至少 3f+1 个节点来容忍 f 个拜占庭故障，且每个请求需要三个通信步骤。近期协议如 Minimmit 在更强的规模假设（n≥5f+1）下实现了两消息延迟的快速决策，但要求将任何沉默副本视为潜在的 equivocator。Hydrangea 和 Kudzu 则处理混合故障，提供乐观快速路径和类似 PBFT 的回退路径。本文专注于分析两消息延迟提交的容错性，并证明了紧界 n ≥ 5f+3c+1，其中 f 为拜占庭故障数，c 为崩溃故障数。进一步，作者发现存在一个更具弹性的四消息延迟提交路径，允许额外容忍 f_abc < n-3f-2c 个“活跃但腐败”的故障。核心活跃性保证在最多 f 个 equivocators 的执行中成立；若此条件被违反（例如由活跃-腐败节点引发的分叉），协议将进入同步恢复模式，仅保留弹性路径的安全保证。通过数值示例（f=16, c=6, n=99），该协议可容忍 22% 的副本崩溃（活跃性失败）、16% 的副本作恶（1-RTT 安全性），以及 54% 的副本作恶（2-RTT 安全性）。该研究的主要贡献在于给出了混合故障模型下快速提交路径的精确容错下限，并设计了客户端可选的最终性延迟机制，允许在延迟和安全性之间权衡。

本文提出并分析了拜占庭容错（Byzantine-resilient）的 gossip 协议，即“将军们的流言蜚语”。在分布式系统中，gossip 协议常用于高效地传播信息，但传统 gossip 协议假设所有节点诚实。本文首次系统性地研究了在存在拜占庭故障节点（即任意行为节点）的情况下，gossip 协议仍能正确且高效地完成信息传播的条件。核心方法包括定义拜占庭环境下的 gossip 问题形式化模型，并证明在同步通信假设下，存在一种简单的 gossip 协议可以在拜占庭节点数不超过某个阈值时达成一致。具体地，作者证明了当全球拜占庭节点比例小于 1/3 时，存在一个随机化的 gossip 协议，能够以高概率在 O(log n) 轮内将所有诚实节点同步到相同的消息集合。此外，论文还讨论了异步模型下的不可能性结果，指出在异步拜占庭环境中，没有确定性 gossip 协议可以同时保证活性和安全性。主要贡献包括：提出了拜占庭容错 gossip 协议的全新理论框架，给出了可达性上下界，并通过随机化方法在同步模型下实现了最优容错能力。本文适合对分布式共识、区块链底层协议、安全广播机制感兴趣的研究人员和工程师阅读。

本文针对拜占庭容错状态机复制（BFT-SMR）系统中的配置优化问题展开研究。BFT-SMR是区块链等分布式系统中用于对客户端交易进行全局排序的服务，传统通过冗余机制抵御拜占庭节点，但性能开销大。近期研究通过动态配置优化（如根据网络延迟动态分配领导者角色和调整投票权重）可提升共识性能，然而本文作者发现该过程中存在三个可被拜占庭节点利用的漏洞。为解决这些弱点，提出了Beware框架：首先过滤掉被伪造的延迟报告，然后计算鲁棒的权重分布，并应用机器学习技术收敛到拜占庭容错的配置。实验评估表明，与现有解决方案相比，Beware可将共识延迟降低高达45%。本文贡献在于揭示了现有动态配置优化方案的脆弱性，并提供了自动化、鲁棒的配置重构方法，适用于区块链和广域复制系统。

本文提出了一种名为 Mobius 的协议，旨在解决分布式系统中领导者选举的拜占庭容错问题，特别是针对秘密单一领导者选举（SSLE）场景。在传统的分布式系统中，领导者选举是核心组件，用于选择节点执行任务如分发提案或聚合加密证书，从而确保系统安全与效率。然而，现有方案往往无法同时满足拜占庭容错、秘密性和唯一可验证性。Mobius 协议引入了一种唯一可验证的状态（Uniquely Verifiable State）机制，允许所有节点对选举结果进行独立验证，同时保证领导者身份在选举过程中保持秘密，直到必要的揭示阶段。该协议利用密码学原语如承诺方案和零知识证明，实现了在存在拜占庭节点的环境下的安全性。作者通过形式化分析和仿真实验证明了 Mobius 在抵抗恶意攻击、降低通信复杂度和提升选举效率方面的优势。本文的主要贡献包括：定义了带有唯一可验证状态的SSLE安全模型，设计了高效率的协议流程，并给出了完善的安全性证明。本文适合分布式系统、共识算法和密码学领域的研究人员阅读，理解其中的创新点可为构建更安全的去中心化协议提供理论基础。

本文提出 PROTECT-DB，一种基于拜占庭容错（BFT）复制状态机的方法，用于保护数据库免受破坏，特别是针对攻击者篡改数据库状态的情况。研究背景是组织数据的安全至关重要，而传统备份和审计方法存在检测延迟和恢复效率低的问题。PROTECT-DB 建立在确定性扩展的 PostgreSQL 之上，每个副本独立地执行记录在共享日志（或区块链）中的事务，从而确保所有副本状态一致。系统设计强调高效快速的破坏检测，并支持在事务执行的同时进行快速修复。作者通过性能实验证明了该方法的效率与实用性，显示其在实际数据库环境中的可行性。本文的主要贡献在于将 BFT 复制状态机方法实用化，为数据库提供了一种可抵御拜占庭故障（包括恶意攻击）的保护机制。适合数据库管理员、安全架构师及对高可用和数据完整性感兴趣的读者阅读。

该论文提出MVP-ORAM，一种首个支持无等待并发客户端的Oblivious RAM（ORAM）协议，用于机密拜占庭容错（BFT）存储。现有加密技术无法防止攻击者通过观察数据访问模式进行推理攻击，ORAM通过混淆访问模式解决此问题，但现有协议在支持并发客户端和拜占庭容错方面存在局限。MVP-ORAM无需可信代理或基于客户端间通信/分布式锁的并发控制机制，而是允许客户端并发执行请求并即时合并冲突更新，满足无等待性（wait-freedom），即客户端的进度不受其他客户端性能或故障的影响。由于异步并发ORAM服务中无等待和无冲突根本矛盾，论文定义了依赖于应用工作负载和并发客户端数量的较弱 obliviousness 概念，并证明在客户端访问倾斜的实际场景中MVP-ORAM是安全的。通过将MVP-ORAM集成到现有机密BFT数据存储中，首次构建了BFT ORAM实现。原型系统在云环境中每秒可处理数百次4KB访问，展示了实用性能。

本文提出了一种名为Dumbo-NG的新型异步拜占庭容错（BFT）共识协议（原子广播），旨在解决现有异步BFT共识协议在实际部署中遇到的性能瓶颈。现有的协议虽然实现了线性摊销的通信复杂度，但为了获得最大吞吐量，每个参与节点需要广播大量交易批次，这严重增加了延迟。更糟糕的是，最慢的f个节点（f为故障数）的广播可能永远不会被输出，从而被审查。针对这一威胁，现有的缓解措施要么采用计算开销大的阈值加密，要么导致通信量激增，进一步降低了效率。Dumbo-NG的核心技术贡献是创新地将异步原子广播直接归约到具有质量属性（quality property）的多值有效拜占庭协议（MVBA）。新的协议结构支持交易分发与异步共识完全并发执行，带来了两个主要好处：（1）解决了吞吐量与延迟之间的矛盾，使得在接近峰值吞吐量时延迟几乎不增加；（2）任何诚实节点广播的交易都可以被同意输出，从而无需额外成本即可抵御审查威胁。作者实现了Dumbo-NG，并与当前最先进的具有审查鲁棒性的异步BFT协议（包括Dumbo CCS'20和Speeding-Dumbo NDSS'22）进行了对比。此外，还将Speeding-Dumbo的技术应用于DispersedLedger（NSDI'22），得到了改进变体sDumbo-DL以进行更全面的比较。大量实验表明：Dumbo-NG实现了更好的峰值吞吐量性能，并且其延迟在吞吐量增长时几乎保持稳定。