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。
💡 推荐理由: 随机信标是区块链与分布式系统的安全基石,Rondo 将通信复杂度从 O(n^3) 降至 O(n),大幅提升可扩展性,并支持节点重配置,对部署大规模、动态成员的基础设施(如 PoS 链、跨链桥)有直接意义。
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