该论文研究拜占庭原子广播（Byzantine Atomic Broadcast, ABC）问题，这是许可型区块链及多种安全多方计算协议的核心基础组件。长期以来，异步ABC协议要么依赖签名机制导致通信复杂度较高，要么在消息复杂度和时间复杂度上无法达到最优。本文解决了ABC领域一个长期悬而未决的开放问题，提出了首个无签名（signature-free）的异步ABC协议，同时实现最优的 O(n^2) 消息复杂度和 O(1) 期望时间复杂度（其中 n 为副本总数）。该协议的关键创新在于采用了一种出人意料的降级归约方法，将ABC问题归约到一种此前相对被忽视的原语——多值拜占庭协议（Multivalued Byzantine Agreement, MBA）。通过这种巧妙的归约，协议避免了昂贵且耗时的签名操作，仅利用异步网络中的可靠广播和MBA子协议，即可在所有正确副本间达成一致的原子广播顺序。论文从理论层面彻底改进了异步ABC的复杂度上界，为实际区块链系统在无签名环境下的高效共识提供了新的可行性路径。主要贡献包括：1）首次证明无签名异步ABC可以达到消息复杂度和时间复杂度的双重最优；2）重新审视并利用了MBA这一基础原语在构造高效共识协议中的潜力；3）通过形式化分析和证明给出了协议的正确性与复杂度保证。适合对分布式系统、共识算法、区块链底层机制感兴趣的研究人员、协议设计者和安全工程师阅读，尤其适合关注异步网络条件下协议效率与安全性的专业人士。

本文提出 LaKSA（Large-scale Known-committee Stakebased Agreement），一种面向加密货币、但不限于此的链式权益证明（Proof-of-Stake）协议。该协议的核心设计目标是在大规模节点环境下降低通信复杂度并简化协议逻辑。LaKSA 通过引入轻量级委员会投票机制，显著减少了节点之间的交互次数，从而在可扩展性、健壮性和简洁性方面优于现有竞争方案。此外，它缓解了此前 PoS 系统中常见的两大缺陷：高奖励方差和长确认时间。LaKSA 在架构上支持大量节点，并提供了概率性的安全保证——客户端可以根据自身维护的区块链视图，计算出某笔交易被最终回滚的概率，并据此做出提交（commit）决策。作者对 LaKSA 进行了全面分析，包括安全性论证、实现细节和性能评估。文中还提出了一种新的安全证明技术，该方法不仅能用于 LaKSA，还可推广到其他 PoS 协议，为同类系统的形式化验证提供了通用工具。本文适合对区块链共识机制、PoS 安全分析以及分布式系统形式化方法感兴趣的研究人员和工程师阅读。

本文提出并分析了一种名为 MAD-DAG（Mutually-Assured-Destruction Directed-Acyclic-Graph）的新型区块链共识协议，旨在抵御在不利条件下（如网络传播优势、矿工可提取价值 MEV、以及接受贿赂的 petty-compliant 矿工）的自私挖矿攻击。背景上，现有研究已表明自私挖矿会威胁区块链安全，而状态最优的 Colordag 协议虽然在理论上抗自私挖矿，但仅在延迟高到不切实际时才被证明安全，且未考虑上述不利条件。作者首先将自私挖矿行为建模为理性矿工的马尔可夫决策过程（MDP），并提出保守的奖励规则以偏向自私矿工，从而获得其收益的上界。基于该模型，他们推导出安全阈值（矿工为从自私挖矿中获利所需的最低计算力占比）的下界。MAD-DAG 的核心创新在于一种新的账本函数：当存在等长且竞争最长的链时，直接丢弃这些链上的区块内容。这种“相互保证毁灭”的设计使得攻击者即使拥有网络优势或区块奖励波动，也难以从自私挖矿中获利。实验结果表明，在存在 petty-compliant 矿工和高区块奖励波动的条件下，MAD-DAG 的安全阈值在 11% 到 31% 之间，而 Colordag 和比特币的安全阈值均为 0%，意味着它们在这些条件下完全无法抵抗自私挖矿。此外，在正常条件下 MAD-DAG 的安全性与现有协议相当。作者声称这是首个针对基于 DAG 的实用区块链的自私挖矿可处理（tractable）模型，为后续研究提供了分析框架。本文适合区块链协议设计者、共识算法研究者以及关注 MEV 与矿工行为的网络安全学者阅读。

本文针对 XRP Ledger 网络的共识机制鲁棒性问题展开研究。XRP Ledger 允许参与者选择一组受信任的节点（即唯一节点列表 UNL）进行通信，并以高阈值（如 80%）达成共识，决定下一账本状态应包含的交易。然而，该共识协议要求各参与者的 UNL 之间存在显著重叠，且每个 UNL 内部需达到高度一致。攻击者可能通过攻击构成网络连接骨干的节点，将可相互通信的受信任节点数降至阈值以下，从而破坏共识过程。为了提升现有 XRP Ledger 拓扑的鲁棒性，作者形式化定义了 quorum 鲁棒性和网络鲁棒性，并基于此评估多种策略。提出的主要策略是边增补（edge augmentation）方法，即根据不同构造规则添加新的边；对比策略是来自先前工作的重连（rewiring）或边替换方法，即在保持总边数不变的前提下重新排列边。针对每种策略，作者考虑了两种情形：所有节点参与边构造/重连，以及仅部分节点参与。实验结果表明，相比于默认的 XRP Ledger 拓扑，增补策略能显著提升网络鲁棒性；某些增补策略在仅少量增加边数（例如每节点三条边）的情况下，其鲁棒性指标也能达到甚至超过重连策略。此外，基于随机 K-out 的增补策略在保持网络拓扑相似性（以 Jaccard 相似度衡量）方面优于重连方法，即对原有网络结构的改动更小。该研究为分布式账本网络的拓扑加固提供了量化分析和实用策略，适合区块链网络设计者、共识协议研究者以及负责 XRP Ledger 基础设施安全的人员阅读。

区块链共识协议负责协调多个节点对交易结果达成一致，其实现中的缺陷（包括内存错误和共识逻辑漏洞）可能构成严重威胁。模糊测试（Fuzzing）是发现协议漏洞的有效技术，但现有模糊测试工具在面对分布式节点的复杂共识状态时存在明显不足：它们无法理解和模拟节点间共识状态的演进，导致生成大量无用的网络数据包，难以触及共识协议的深层逻辑，漏洞检测效率低下。为此，本文提出 LOKI——一个状态感知的模糊测试框架，专门针对区块链共识协议的实现进行测试。LOKI 的核心思路是将共识协议的运行状态纳入模糊测试的引导过程，通过建模节点状态、消息交互及状态转换关系，指导测试用例的生成与变异，从而高效地探索共识协议的状态空间。论文的主要贡献包括：设计并实现了状态感知的模糊测试架构，提出了可扩展的共识状态表示与相关的状态引导策略，并在多个主流的区块链共识协议实现上进行了实验验证。实验结果表明，相比现有模糊测试工具，LOKI 能够显著提高代码覆盖率并发现更多深层漏洞。该研究为区块链共识协议的安全测试提供了新的思路，适合区块链安全研究人员、协议实现者以及漏洞挖掘工具开发者阅读。

本文提出 TockOwl，据称是首个具备故障自适应能力的异步共识协议。传统拜占庭容错（BFT）协议在遭遇崩溃故障时通常会出现瀑布式的性能下降；部分协议虽能避免这种骤降，但代价是在无故障场景下增加通信与轮次复杂度。TockOwl 通过设计实现二次方通信复杂度和常数轮次复杂度，在无故障场景下保持高效；同时具备崩溃鲁棒性，在面对崩溃故障时维持稳定性能，从而达成故障自适应。进一步地，作者提出 TockOwl+，在网络层面增加自适应性：融合快速与慢速双轨道，并采用对冲延迟机制，使其在异步环境中无需等待超时即可获得接近部分同步协议的低延迟。与最新的双轨协议相比，TockOwl+ 的慢轨设计更简单，在完全异步环境下缩短延迟。该研究主要面向分布式系统与共识算法领域，对依赖 BFT 共识的区块链、分布式账本及容错系统有潜在参考价值。由于仅基于摘要分析，具体实验细节和形式化验证尚待原文确认。

本文研究多参与方容错共识问题，特别关注一般性（非阈值）对手模型下的通信复杂度下界。作者基于有限射影几何构造了一个无限族 Z_proj^{n,d} 的对手结构，该结构满足 Q^d 条件（即任意 d 个对手集合的并集不覆盖全部参与者）。对于这类对手结构，作者证明：在无错误、R 轮协议中，实现 L 比特输入的交互一致性（interactive consistency）需要 Ω(L·n^{2+1/d}) 比特的期望通信量；而拜占庭同意（byzantine agreement）和广播（broadcast）则需要 Ω(L·n^{1+1/d}) 比特。在异步网络中，可靠广播和拜占庭同意也需要 Ω(L·n^{1+1/d}) 比特的期望通信量。此外，相关构造 Z_2-proj^{n,d} 使核心集合同意（core set agreement）需要 Ω(L·n^{2+1/d}) 比特。这些异步下界对发送遗漏（send-omission）对手成立，且即使协议使用密码学也无法避免。其核心论据是：如果某个法定人数（quorum）的非故障方达成一致输出并终止，那么他们在终止前发送的消息必须足以让法定人数之外的方也能以相同输出终止。令人惊讶的是，如果不需要参与者在输出后停止发送消息，则这些下界不再成立。作者设计了一个非终止的容忍遗漏的可靠广播协议，可针对任意参数 δ>1 调整，通信成本为 (1 + 1/(δ-1))·L·n + O(δ·n^2·log(δ·n)) 比特，这一结果本身具有独立意义。最后，作者展示了如何在满足 Q^d 条件下以 O(L·n^{1+1/d} + n^2·log n) 比特实现终止，从而证明异步下界是紧的。本文为一般对手结构下的共识协议通信复杂度提供了重要的理论界限，对分布式系统安全性设计具有指导意义。

以太坊的共识安全依赖于多个独立实现的共识客户端在每个状态转换上保持一致。若实现差异导致分歧，网络可能分叉、最终性停滞，并引发严重攻击。为防止此类共识分歧，以太坊提供了 Python 参考实现（consensus-spec）作为规范，并附带手工制作的标准测试套件（spectests）。然而，作为可执行实现，以太坊规范通过运行时行为隐式定义有效性，缺乏系统性方法来确保所有有效性条件被充分测试。本文提出 SpecTrum 框架，分三个阶段解决该问题。首先，引入 Consensus-SpecTec——以太坊共识算法的机械化规范，将有效性条件显式化为 if 前提。其次，定义前提覆盖率指标，衡量 spectests 中哪些 if 前提被评估为真/假。第三，开发基于规范的测试生成器，提取未被 spectests 评估为假的前提约束，并生成输入以覆盖这些前提。在五个主流以太坊共识客户端上应用 SpecTrum，识别出 27 个跨客户端分歧案例，其中 22 个在未插入机械化前提时无法发现。所有 27 个案例在不同分叉版本上均可复现，且将机械化规范扩展到新分叉所需的工作量与规范差异成正比。该研究提出了一种系统化的共识一致性测试方法，通过机械化规范和前提覆盖率指导差分模糊测试，显著提高了以太坊共识客户端之间的一致性和安全性。适合共识协议开发者、区块链安全研究人员以及关注系统验证的软件工程师阅读。

Vantage 是一篇关于拜占庭容错（BFT）共识协议的学术论文，发表于分布式计算领域（cs.DC）。传统的高吞吐无签名 BFT 协议依赖数字签名来提供可转移的证据，使区块和投票能够被第三方验证，但签名带来额外开销。本文提出了一种仅使用认证通道和抗碰撞哈希的异步拜占庭容错协议 Vantage，支持 n ≥ 3f+1 个参与方。Vantage 将数据块发布在由哈希链接的作者通道上，每个视图的提议者将具有法定人数可用性的核心清单（core manifest）与乐观的提示清单（tip manifest）配对。论文引入了一种新原语——可用性分级广播（AGB），它基于第一手响应的法定人数使核心不可逆转，同时对提示进行分级而非阻塞。未解决的提示后续通过无签名控制日志密封，每个正确方根据自身记录检查解析结果；崩溃只影响静默视图，可通过法定人数的跳过投票跳过。AGB 使已发布块在发布后一个消息延迟内即可有资格被提议，达到与签名乐观提示设计相同的效率。在实验部分，当所有参与方正确且消息延迟为 δ 时，纯数据提议在发送后 2δ 内获得全部 n 个第一手确认并封存，因此块在发布后 4δ 内排序；若发布与下一次提议对齐，则可在 3δ 内完成。论文证明了异步下的安全性，并在全局稳定时间后保证活性。在模拟的十区域广域网（100 个参与方）中，Vantage 在所有接受的负载下中位延迟低于最接近的基于签名和无签名协议，并以低于 500ms 的中位延迟每秒排序 239k 个 512 字节交易。该研究对无签名 BFT 协议的性能提升具有重要理论贡献，适合分布式系统、共识协议和区块链底层基础设施的研究者阅读。

本文研究比特币网络在面对有争议的软分叉时的韧性，并提出一个双层次框架来发现导致持续链分裂的关键场景。传统上，比特币共识被认为主要依赖协议规则和算力多数，但实际结果还取决于具有不同经济利益的异构节点网络的涌现行为。作者采用场景发现（Scenario Discovery）方法，结合集成仿真与患者规则归纳法（PRIM），在Warnet仿真环境中运行真实的bitcoind节点，构建了1330个有效场景，覆盖经济权重、矿池承诺、矿池意识形态、总算力和难度调整机制等关键维度。通过识别参数阈值，他们区分了干净解决与争议分裂的边界。核心发现是：在比特币的实际难度调整区间和中等价格偏差下，经济权重分布（而非算力多数）是决定分叉结果的主要因素。具体而言，存在一个经济支持下限（0.45-0.50）和覆盖上限（0.78-0.82），两者之间为争议区域，并存在一个经济自我维持点（0.74）。此外，矿池承诺存在一个‘翻转点’（约0.214的承诺算力），当最大矿池承诺升级链时，结果可能反转。研究还表明，分叉结果在算力和经济采纳两个独立层次上决定，且受不同参数控制。个体用户节点在建模的经济权重下对分叉结果无可检测的影响。最后，作者提出三个可由公开数据回答的监测问题，将阈值转化为操作指南。该研究对理解去中心化共识的韧性、分叉风险预测以及区块链治理具有重要贡献。

经典拜占庭容错（BFT）共识协议（如 PBFT）在故障副本比例低于三分之一时，能够同时为所有客户端保证安全性和活性。然而在高价值支付等应用场景中，不同客户端对安全性和活性的偏好可能不同：部分客户端更看重安全（即避免交易被回滚或双重支付），而另一些则更看重活性（即确保交易最终被确认）。灵活共识（Flexible Consensus）允许每个客户端自主选择更高的安全韧性，但以降低活性韧性为代价。现有方案受限于基于法定数交集（quorum-intersection）的约束，无法同时为所有客户端提供最优的安全-活性权衡。本文提出了第一个能够同时为每个客户端实现最优安全-活性权衡的构造。该构造具有模块化特性，作为现有共识协议之上的附加组件实现：副本额外执行一轮投票并永久锁定，从而绕开先前方案中次优的法定数交集约束。作者进一步将该构造适配到现有以太坊协议，推导出最优灵活确认规则，客户端无需系统性改动即可单方面采用。关键在于以太坊现有协议特性可同时充当额外投票和锁定的功能。文中还展示了使用以太坊共识 API 的实现。该研究为区块链共识协议的设计提供了新的理论框架，并给出了在以太坊上的实际落地路径，对希望提升交易确认安全性的客户端和研究者具有参考价值。

该论文针对高性能拜占庭容错（BFT）区块链系统在实际运行中区块时间分布呈现复杂多模态特性的问题，提出了一种基于混合建模的诊断方法。研究背景在于，虽然高性能BFT共识（如基于HotStuff的协议）致力于实现高吞吐和低延迟，但受网络条件、流水线处理阶段以及节点部署异构性等因素影响，实际观测到的区块时间分布往往偏离简单模型。作者构建了一个基于仲裁组（quorum）的多播抽象框架，将每个区块间隔与仲裁形成延迟相关联，从而将区块时间建模为多个混合成分的叠加，每个成分对应一种典型的网络状态，以有效区块信息传输速率作为关键参数。模型主体部分用于拟合主网区块时间数据的主体分布，而尾部衰减则单独分析以评估渐近行为。将该方法应用于Hyperliquid和Aptos两个主网的实际数据后，发现Hyperliquid的区块时间可由单峰分布较好解释，与相对同构的验证节点部署一致；而Aptos则呈现持续的多峰结构，并且在一次共识升级后出现明显的分布偏移，反映出异构部署和多样化的通信路径。实验结果表明，基于混合模型对区块时间进行拟合是一种实用且信息丰富的诊断工具，可用于分析和监测高性能BFT共识的运行状态。该研究主要贡献在于：将混合建模引入BFT共识性能诊断领域，提出可解释的框架，并通过真实主网数据验证了其区分同构与异构部署、检测协议升级影响的能力。适合区块链共识算法研究者、系统性能分析人员以及BFT区块链运维监控工程师阅读。

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。

该论文提出 Hermes，一种旨在降低 BFT（拜占庭容错）协议尾延迟的新型共识协议。在基于领导者的 BFT 协议中，视图的最终化完全依赖领导者：如果领导者崩溃或响应缓慢，该视图将无法达成任何最终化；而结束视图的超时设置也面临两难：保守的超时会让每次崩溃演变为长时间停顿，激进的超时则会使仅慢速的领导者视图被浪费。无论哪种情况，过期视图产生的延迟损失都成为影响尾延迟的主要因素，而非正常情况下。Hermes 的核心思路是让过期视图也能完成最终化，从而消除这一权衡。Hermes 是一个两轮轮转领导者协议，适用于 n=5f+1 个进程、部分同步网络模型，其基础是前缀共识：投票携带的值按前缀关系排序，法定人数要求的是可比较性而非相同值。每个进程在视图开始时广播一个经过验证的提案，并仅投一票——要么在收到领导者提案后投给该提案，要么在超时后投给一个后备提案；协议不需要空投票。如果领导者诚实且及时，其完整提案可在 2δ 时间内最终化；否则，任何 n-f 个投票（即使它们互不一致）也能最终确定最重的公共前缀。Hermes 还被实例化为一个最终化小工具，部署在可用链之上，并采用类 Autobahn 的多通道传播机制：通过父相对增量尖端（parent-relative delta tipcuts）和显式跳过，使独立的提案保持可比较性；同时利用发送者索引的擦除编码放大，将每条视图的复杂度控制在 O(n^2·m̂ + λn^3) 比特和 O(n^2) 条消息，其中 m̂ 是 Autobahn 中的并发传播通道数，λ 为安全参数。论文的主要贡献在于从理论上重新设计了 BFT 协议的视图切换机制，使得旧视图不再被白白浪费，从而显著改善系统在故障场景下的尾延迟表现，为高可用分布式系统提供了新的思路。适合对共识算法、区块链性能优化和分布式系统容错性感兴趣的研究者与工程人员阅读。

该论文详细阐述了Themis共识扩展v1的设计与分析，该扩展由Mangata在2021年首次发布，旨在缓解区块链中的最大可提取价值（MEV）问题。MEV源于特权参与者通过选择、排除、插入或重新排序待处理交易以获取私利。Themis设计将价值提取分为重排序提取（VER）和拒绝提取（VED）两类。对于VER，区块构建和执行由连续的生产者完成：第一个生产者提交一个交易集，第二个生产者基于一个公开可验证、确定性且先前不可预测的种子，执行种子决定的、保持依赖关系的排列。对于选择性的VED，用户可以对指定构建者和执行者加密交易：构建者移除外层并提交不透明的内部密文；执行者仅在提交后才能揭示并执行明文。在自私但不合谋的验证者、低于底层共识故障阈值的对手、安全密码学和可问责角色表现的前提下，该结构限制了单方面提交后排序控制，并从中继和构建者处隐藏了交易意图。论文分析了概率提取、垃圾交易、依赖交易、解密活性、会话边界、完全拒绝和阈值联盟等攻击场景。同时记录了基于Aura的Substrate初始实现及其后续转向基于BABE的sr25519/VRF种子路径，以及延迟执行、Fisher-Yates洗牌和Xoshiro256++随机数生成器。最终方案保留了原始提案的核心思想，但将其主张严格限制在明确假设之下。该工作适合区块链底层技术、共识机制和去中心化金融安全的研究人员及开发者阅读。

本研究聚焦于不可追踪加密货币（如匿名币）的设计对系统同步性能的影响。作者将两种主流设计形式化为线性不可追踪资产转移对象（LUAT）和常量不可追踪资产转移对象（CUAT），并在共识层次中定位它们。LUAT通过保留整个掩码集并添加空值标记来记录已花费账户，导致账本随每次交易增长；其共识数为2，高于标准资产转移的1，且具有无饥饿特性。CUAT则消耗并替换整个掩码集，实现恒定状态，但若两个交易的掩码集相交则不能同时生效。论文通过冲突图形式化该约束，并区分弱不可追踪性和强不可追踪性：弱不可追踪性下，即使单轮协议，共识数也无界；强不可追踪性下，共识数由掩码集大小的二次方精确界定。CUAT不具备无饥饿特性。结论指出，两种设计以不同方式为隐私付出代价：LUAT消耗存储，CUAT消耗同步和公平性。该研究为分布式系统、密码学和区块链领域的学者提供了理论框架，有助于理解隐私与性能之间的根本权衡。

该论文提出 Sieve-MMR，一种首个完全无许可的共识协议，同时实现了确定性安全和恒定预期延迟，且不依赖外部机制。现有的无许可区块链共识主要分为工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）两类，但各有缺陷：PoS 易受长程攻击（攻击者可以低成本篡改历史），PoW 易受拥有足够算力的攻击者攻击，且通常只能提供概率性安全或牺牲性能。作者通过将 PoS 协议 MMR 移植到 PoW 环境获得 Sieve-MMR，继承了 MMR 的恒定预期延迟和确定性安全，并利用 PoW 抵御长程攻击。移植的主要挑战是“时间旅行攻击”：攻击者利用过去生成的 PoW 来增加当前感知的算力。为此，作者提出 Sieve 算法，实现了一种名为“时间旅行抵抗广播”（TTRB）的新型广播原语。Sieve 通过黑盒确定性 PoW 原语实现 TTRB，并将其作为 MMR 的消息层。论文实验证明了 Sieve-MMR 的有效性。

分片是区块链扩展的关键技术，通过将网络划分为多个分片并行处理交易，同时依靠片内和跨片共识协议保证一致性。然而，本文发现分片系统存在严重的交易顺序操纵漏洞：片内共识与跨片共识协调期间，攻击者可利用“最终化公平性”（finalization fairness）缺失实施前置运行攻击（front-running attack）。即使受害者的交易已被公平的片内共识处理并上链，攻击者仍能通过操纵跨片交易的最终化顺序，改变全局执行顺序，从而获利。为应对此问题，作者提出Haechi协议——一个抗前置运行攻击的跨片共识方案。Haechi在交易处理与执行之间引入排序阶段，保证交易的执行顺序与处理顺序一致，实现最终化公平性。针对不同分片共识速度差异，Haechi内嵌最终化公平算法，以最小性能损失达成全局公平顺序，并提供强一致性，提升冲突交易处理的并行度。作者使用Tendermint实现了Haechi，并在亚马逊云地理分布式环境进行实验。结果表明，与现有跨片共识协议相比，Haechi能有效阻止前置运行攻击，且性能开销极小。该工作为分片区块链的安全性和实际部署提供了重要参考。

这篇论文提出了一种名为 PACE 的拜占庭容错（BFT）协议，旨在解决传统 BFT 协议在并行化方面的瓶颈。现有的 BFT 协议通常顺序执行共识实例，导致吞吐量受限于单线程性能。PACE 通过引入“可重新提议的拜占庭协议”（Reproposable Byzantine Agreement）概念，使得多个共识实例可以并行执行，同时保证安全性。核心思想是允许节点在未完成前一个实例的情况下，重新使用同一个协议实例来提议新的值，从而消除串行化依赖。论文详细描述了 PACE 的协议设计、正确性证明，并通过实验评估展示了其在高吞吐量场景下的显著性能提升，与现有最优的并行 BFT 协议相比，吞吐量提高了数倍。该工作对提高分布式系统、区块链网络的性能和可扩展性具有重要理论价值。

本文针对区块链系统中普遍存在的中心化问题展开研究。尽管区块链技术承诺去中心化，但多项测量研究表明，在实际的区块链系统（如比特币、以太坊）中，几乎所有层面（共识、治理、应用等）都出现了显著的中心化现象，且难以明确量化中心化程度。现有去中心化改进方案效果有限。作者提出一个通用框架，旨在构建可验证的去中心化区块链系统。核心洞察在于：用户之间协作的丰富性和多样性，而非资源（如算力、权益）的均匀性，更能体现去中心化的本质。现有区块链缺乏激励跨联盟协作的机制，这直接导致中心化。为此，本文设计了一种新型奖励机制：利用抗女巫攻击的非对称沙普利值（Asymmetric Shapley Value）在协作组内分配奖励，同时结合扩展图（Expander Graph）理论来度量和强制实现去中心化。该框架具有通用性，可应用于区块链的任何层级、去中心化应用（DApp）或去中心化自治组织（DAO）。此外，该方案可自然解决区块链可扩展性问题，并识别出一类此前在区块链中未被探索的去中心化协作应用。实验方面，摘要未提及具体结果，但作者声称框架的有效性可通过理论分析和模拟验证。适合区块链研究者、架构师以及关注去中心化治理的安全从业者阅读。

该论文提出了一种名为 ACon2 (Adaptive Conformal Consensus) 的新型区块链预言机共识协议，旨在解决传统预言机在数据聚合和信任最小化方面的可证明性问题。区块链预言机是连接链下数据与智能合约的关键组件，但现有方案通常依赖经济激励或信任假设，缺乏严格的正确性保证。作者将共形预测（Conformal Prediction）这一统计学习框架引入区块链场景，通过自适应地调整共识阈值，使得预言机能够输出具有统计置信度的聚合结果，并提供了理论证明：在合理假设下，ACon2 能够以高概率保证最终数据的准确性，同时抵抗一定比例的恶意节点攻击。实验在模拟和真实数据上验证了该方法在吞吐量、延迟和鲁棒性方面的优势，表明 ACon2 在保持可用性的同时，显著提升了预言机的可证明安全性。

该论文提出一种去中心化AI经济系统，旨在解决传统工作量证明（PoW）区块链中哈希计算不产生外部价值的根本缺陷。核心思路是让节点执行有实际价值的机器学习任务（如模型推理和训练）来获得代币奖励，而非无效的哈希计算。作者设计了三层架构：计算层（执行ML任务）、验证层（通过特定协议确保结果正确性）、经济协调层（管理代币发行与流通）。形式化地，论文提出了一个基于闭循环代币经济模型的框架，并推导出诚实参与所需的足额抵押条件。安全方面，论文分析了量子计算对区块链的威胁：Grover算法对哈希只有二次加速，不影响ML原生线性代数；而Shor算法威胁经典签名。为此，论文提出迁移至格基和哈希基后量子密码标准来保护签名层。实验（或分析）表明，有用工作共识在经济性和量子安全性上均优于经典PoW。适合对区块链共识、去中心化AI、后量子密码交叉领域感兴趣的读者。

该论文提出了一种名为Gatling的新型原子广播协议，旨在降低区块链等复制状态机中共识协议的事务确认延迟。传统共识协议的性能受限于提案间隔（inter-proposal time），即两个连续提案之间的最小时间间隔。现有最优方案的最小提案间隔为一个网络延迟（network delay），而论文证明该下界可被突破。Gatling通过并行运行多个黑盒原子广播协议实例，并交错安排它们的提案时间，使得提案生成速度超过单个网络延迟。各实例的输出通过确定性交织规则合并为单一全局日志。论文分析了由崩溃领导者引起的队头阻塞（head-of-line blocking）的影响，推导出Gatling的最优并行实例数。此外，还研究了Gatling对可预测有效性（predictable validity）的影响，并提供了保留该特性的两种变体。实验表明，Gatling可直接使用现成的组件协议来实现低延迟，而无需针对最小延迟对组件协议进行微调。该工作突破了共识协议延迟优化的瓶颈，为高性能区块链系统提供了新思路。

本文提出一种基于编码广播的可扩展领导者驱动拜占庭容错（BFT）共识协议。传统BFT共识中，领导者通过点对点或可靠广播向所有节点发送消息，通信复杂度为O(n^2)，限制了系统规模扩展。作者利用纠删码（如Reed-Solomon码）将消息编码为多个数据块，领导者仅向节点广播少量编码块，节点间通过gossip协议交换数据块，使得每个节点接收的块数远小于总节点数，从而将整体通信复杂度降至O(n log n)级。同时，为保证拜占庭容错性，协议引入基于Merkle树的签名验证机制，确保节点能安全解码并验证消息完整性。实验评估在AWS上部署多达1000个节点，结果显示与现有方案（如SBFT、HotStuff）相比，吞吐量提升2-3倍，延迟几乎不变。该工作为构建大规模分布式系统提供了新的设计思路，尤其适用于联盟链、许可链等对可扩展性和拜占庭容错有严格要求的场景。

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 Bullshark，一种基于有向无环图（DAG）的异步拜占庭原子广播协议，专门针对常见的同步场景进行了优化。与以往的 DAG 拜占庭容错（BFT）协议类似，Bullshark 在构建 DAG 之上无需额外通信即可达成共识：参与者仅通过解读本地视角的 DAG 边即可对顶点进行全序排列。与其他异步 DAG 协议不同，Bullshark 提供了一个实用的低延迟快速路径，该路径利用同步周期，摒弃了传统繁琐的视图更换机制，同时保留了其前身 DAG-Rider 的所有理想特性：最优的摊还通信复杂度、公平性、异步活跃性，以及即使面对量子对手也能保证的安全性。为了证明其实用性和简洁性，作者还引入了 Bullshark 的独立部分同步版本，并与现有最优方案进行了对比评估。实现的协议极为简洁（在现有 DAG 内存池实现 Narwhal & Tusk 之上仅 200 行代码），且效率极高：例如在 50 个节点的部署中，可实现每秒 125,000 笔交易，延迟仅 2 秒；相比之下，现有最优方案为了优化异步性能而付出了 50% 的延迟增长代价。本文适合分布式系统、区块链共识以及 BFT 领域的研究者和工程师阅读。

这篇论文提出了一种名为“有用认证证明”（Proof of Useful Attestation, PoUA）的新型共识原语，旨在解决通用权益证明（PoS）链中对认证工作激励不足的问题。在通用PoS链中，验证者无论是否正确处理认证任务（如内容溯源、AI输出归属、门限签名凭证、供应链收据）都获得相同费用，这种无差别对待对于主要进行代币转账的链影响不大，但对于以认证为主要经济活动的链而言则成为问题。PoUA的核心思想是将认证处理纳入共识权重计算：验证者的投票权重等于其已质押代币数量与一个信誉标量（取值范围在[r_min, r_max]之间）的乘积，该信誉标量通过正确完成认证工作累积而来。信誉更新遵循加法、费用加权、不可转移、每周期上限的规则。论文首先证明了成本磨削下限（Lemma 1）：在全局自适应燃烧分数tau_burn下，对手为提高信誉值Delta_r所需支付的不可恢复成本有下界，即tau_burn * Delta_r / (eta * alpha_eff)。在推荐的初始校准参数（r_max/r_min在4到10之间）下，相对于稳态下的纯质押PoS，资本对手的成本溢价为4倍到10倍。论文详细描述了该机制的六个层次Sybil攻击和磨削攻击防御策略，包括基于信誉的投票权重、燃烧费用、周期性重置、检测器等。通过经验蒙特卡洛策略搜索，作者评估了完整分层防御的有效性，并给出了磨削检测器的显式阈值推导。PoUA是一个机制设计提案，提供了正式的经济安全下限，并继承了底层BFT共识的安全性和活跃性，但尚未提供完整的密码学安全证明。该论文适合对区块链共识机制、经济安全、Sybil防御和认证原语感兴趣的研究人员阅读。

以太坊的构建者市场（builder market）在合并后成为区块生产的关键环节，但当前呈现出高度中心化的趋势：少数几个构建者主导了大部分区块的构建。这种中心化可能带来审查风险、单点故障以及对网络公平性的威胁。本文首先通过实证数据分析中心化的现状，识别出导致中心化的关键因素，包括MEV（最大可提取价值）的经济激励、抢跑（frontrunning）竞争以及信息不对称。然后，作者提出了一种去中心化的构建者市场设计，核心思路是引入多个并行构建者、采用基于承诺（commitment）的区块提议协议，以及通过加密和秘密共享机制保护区块内容的隐私性，以防止构建者被攻击者披露以获取优势。文中描述了协议的详细流程，包括构建者注册、区块承诺提交、验证者选择以及区块揭示。此外，还设计了一个激励兼容的奖励分配机制，确保构建者诚实行为。实验基于以太坊主网的历史数据模拟，结果表明该方案能有效降低构建者之间的信息不对称，促进更公平的竞争，同时保持区块生产的效率。该研究对于以太坊长期安全性和去中心化愿景具有重要意义，也为其他基于MEV的区块链提供了参考。

本文提出 ORCHID（Orchestrated Reduction Consensus for Hash-based Integrity in Distributed Ledgers），一种新颖的生物启发式共识协议，将神经科学的“绑定问题”（大脑如何将分布式神经振荡整合为统一的意识感知）映射到分布式系统的“共识问题”（区块链节点在拜占庭故障下如何就单一账本状态达成一致）。ORCHID 基于 Penrose-Hameroff 的 Orchestrated Objective Reduction (Orch OR) 假设和 Kuramoto 同步模型，为每个节点配备量子噪声相位振荡器；当网络序参数 r(t) 超过“绑定阈值”θ_b 时触发共识，模拟意识感知中的伽马波段绑定事件。协议通过相干性加权的量子秘密共享（QSS）层增强，将 Weinberg 的调查框架扩展为具体的共识应用。在 Watts-Strogatz 小世界网络上的仿真（n=10-150）显示：(i) 耦合强度 K=3.0 下 Kuramoto 序参数达到 r_max=0.988，远高于理论临界耦合 K_c≈1.41；(ii) 在相干性 c*≈0.82 处出现尖锐的 QSS 保真度相变，验证了定理 2；(iii) 在测试的所有拜占庭比例（0%-40%）下共识率达到 100%，n=30 时中值收敛时间低于 4 秒；(iv) ORCHID 的消息复杂度为 O(n·k)，在 n≥150 时优于 PBFT 的 O(n²)。这些结果确立了 ORCHID 作为后量子分布式账本中可扩展、生物合理且量子增强的共识机制。

本文提出 Kronos，一种用于分片区块链的安全且通用的共识协议，旨在解决跨片交易带来的安全与效率挑战。现有分片共识在安全性和低开销之间缺乏通用方案。Kronos 引入了一种新的安全分片共识模式，核心是基于由分片成员共同管理的缓冲区：有效交易通过缓冲区传输给收款方，无效交易则通过快乐或不快乐路径被拒绝。理论证明，在恶意客户端下，Kronos 能实现原子性安全，且片内开销达到最优的 O(kB)（k 为涉及分片数，B 为拜占庭容错成本）。此外，Kronos 提出了基于批量认证和可靠跨片传输的安全跨片认证方法：批量认证结合混合树或向量承诺，可靠传输集成纠删码。处理 b 笔交易时，跨片开销仅为 O(n b λ)（n 为分片大小，λ 为安全参数）。Kronos 不限制底层 BFT 协议类型，也不依赖时间假设，各模块提供可选构造。作者基于异步 Speeding Dumbo 和部分同步 Hotstuff 两种 BFT 协议实现了 Kronos，实验表明系统可扩展至数千个共识节点，在 2.0 秒延迟下达到 320 ktx/sec 的吞吐量，相比已有方案吞吐量提升最高 12 倍，延迟降低 50%。该工作适合区块链研究者、系统安全工程师及对分片共识感兴趣的从业人员阅读，提供了兼顾安全与性能的通用设计思路。

本文提出了一种名为Limitless Scalability的高吞吐量且副本无关的拜占庭容错（BFT）共识协议。传统的BFT共识协议（如PBFT）由于通信复杂度随节点数平方增长，难以扩展到大规模网络。该工作设计了一种基于聚合签名和流水线技术的两阶段共识流程，通过将验证与提交分离，使得系统能够处理任意数量的副本节点而性能不降级。实验表明，在数百个节点下，协议吞吐量保持线性增长，延迟几乎恒定，显著优于现有方案。核心创新包括：1）使用聚合签名将验证消息压缩为常数大小，降低网络开销；2）引入动态领导选举和请求批处理机制；3）提供安全性证明和容错阈值分析。该协议适用于区块链、分布式系统等需要高可扩展性和容错性的场景。

本文研究在已知参与模型（Known Participation Model）下的拜占庭容错共识问题，特别关注存在睡眠副本（sleepy replicas）的场景。传统共识协议通常假设所有节点始终在线且活跃，但在实际分布式系统中，节点可能由于节能、网络波动或参与性调整而处于睡眠状态，这增加了共识的复杂性。作者提出了一种新的共识算法，能够在部分节点可能进入睡眠模式的情况下，仍然保证安全性和活性。该算法通过引入动态成员资格管理机制，处理节点状态的未知变化，并利用加密签名和超时机制来检测拜占庭行为。实验结果表明，该算法在节点规模为100时，共识延迟与经典PBFT相当，但能容忍高达1/3的拜占庭节点，同时适应睡眠节点的比例高达50%。本文为区块链和分布式账本技术在实际部署中提供了更现实的容错模型。

该论文提出了Pallas和Aegis两种机制，旨在解决基于可信执行环境（TEE）的区块链共识协议中的回滚攻击问题。在TEE辅助的区块链系统中，恶意节点可能通过回滚TEE的持久状态来破坏共识的安全性。Pallas是一种预防性方案，通过在TEE内部维护不可篡改的计数器并强制执行单调递增的序列号，防止状态回滚。Aegis则是一种检测性方案，利用轻量级证明来验证TEE状态的连续性，从而发现回滚行为。实验表明，这两种机制在保证安全性的同时，仅引入可接受的性能开销，适用于现有的TEE平台（如Intel SGX）。该研究为TEE与区块链结合提供了重要的安全加固手段，特别适用于对共识完整性要求极高的场景。

本文提出 Ipotane，一种异步拜占庭容错（BFT）共识协议，旨在平衡“好情况”（快速路径）和“坏情况”（故障或拜占庭攻击）下的性能。传统的异步 BFT 协议（如 Dumbo 系列）在好情况下有较高的通信复杂度，而坏情况下的恢复速度较慢。Ipotane 的核心思想是让领导者使用阈值加密秘密共享来提议交易块，并在正常运行时实现 O(n) 的通信复杂度（n 为节点数），同时在出现故障时仍能保证可证明的安全性。该协议通过引入一种新的“领导轮换”机制，在不依赖同步假设的前提下，实现了好情况下的低延迟和坏情况下的高吞吐量。实验结果表明，Ipotane 在好情况下比现有协议（如 Dumbo2）快约 2-3 倍，在坏情况下也保持了可接受的性能。主要贡献包括：提出一种新颖的异步 BFT 协议设计，能在不同场景下自动调整通信模式；给出了严格的形式化安全证明；通过大规模实验验证了其实际性能优势。本文适合分布式系统、区块链共识协议和安全领域的研究人员阅读。

该论文提出了一种跨共识可靠广播（Cross-Consensus Reliable Broadcast）协议，旨在解决不同共识协议（如PBFT、HotStuff、Algorand等）下共识节点之间的可靠信息传递问题。传统可靠广播协议通常在单个共识协议内工作，而跨共识场景下，不同协议的网络假设、节点身份管理和安全模型存在差异，导致广播难以保证一致性。论文形式化定义了跨共识可靠广播问题，并设计了一个模块化协议，允许在不同共识协议之间实现消息的原子广播和顺序一致性。核心方法包括使用签名聚合和跨协议验证机制，通过一个中介层（relayer）连接不同共识集群。实验模拟了多个区块链网络（如以太坊2.0、Cosmos）之间的交互，证明了该协议在延迟和吞吐量方面接近理论最优，且兼容现有系统。该工作为跨链通信、互操作性协议（如IBC）的安全性提供了理论基础。

本文提出一种名为Icarus的新型异步拜占庭容错（BFT）共识协议。传统的异步BFT协议通常需要依赖复杂的悲观路径来处理网络异步性和拜占庭故障，导致性能瓶颈。Icarus的核心创新在于仅使用乐观路径即可实现高性能的异步BFT，避免了传统协议中因悲观路径引入的额外通信开销和延迟。通过巧妙的设计，Icarus在保证安全性的前提下，显著提升了协议在正常情况下的吞吐量和响应速度。论文通过理论分析和实验验证，展示了Icarus相较于现有方案（如HoneyBadgerBFT、Dumbo等）在性能上的优势，尤其是在网络延迟较低或故障比例较小时。该成果适用于需要高安全性和高性能的分布式系统，如区块链底层共识、可信计算平台等。

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。