陈根：突破区块链核心技术，进一步保障节点安全

文/陈根

区块链作为数字时代的底层技术，具有去中心化、开放性、自治性、匿名性、可编程和可追溯的六大特征，正是这六大技术特征使得区块链具备了革命性颠覆性技术的特质。

其中，去中心化是指，由于使用分布式核算和存储技术，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。这也意味着，保障节点的安全对于区块链的安全至关重要。

其中，BFT共识算法作为区块链的关键核心技术，是确保区块链安全可靠运行、提升区块链扩展能力和运行性能的核心算法。BFT共识算法具有运行性能高、资源消耗低、易于部署等特点，得到工业界的青睐，广泛应用于中外区块链系统中。

异步BFT算法能够容忍网络通信故障、抵抗拜占庭敌手恶意攻击，是保障区块链在互联网环境下健壮运行的理想共识技术。而如何设计高效的异步BFT共识算法，还是密码学和分布式计算领域的著名难题。

自上世纪80年代起，包括多位图灵奖得主在内的众多国际著名学者先后对这一难题进行探索，2016年提出的“蜜獾算法”(HoneyBadgerBFT)是第一个接近实用的异步共识算法，已被应用于区块链平台。

现在，中国科学院软件研究所张振峰团队联合美国新泽西理工学院唐强团队称，在区块链核心技术的拜占庭容错(BFT)共识研究中取得重要突破——研究人员在国际上提出首个完全实用的异步共识算法“小飞象拜占庭容错(DumboBFT)算法”(简称“小飞象算法”)。

该算法以独到视角对“蜜獾算法”进行分析，揭示其性能受限的根源是大量随机化子模块调用导致的运行时间增加，提出全新的可证明可靠广播原语。

“小飞象算法”通过密码学“证明”保证了交易广播的正确完成，并给出基于门限数字签名技术的高效构造方法，通过一种创新性的多值拜占庭共识应用，将对交易的共识转换为对“证明”的共识，使“小飞象算法”在容忍1/3的恶意节点的同时，突破异步共识算法在性能上的设计挑战。

张振峰表示，联合团队完成“小飞象算法”的创造性突破，不仅解决了异步共识算法设计的理论难题，而且在性能上大幅提升并全面超越当前工业界采用的“蜜獾算法”，从而成为国际首个完全实用的异步共识算法。可以说，区块链的颠覆性对未来信息化发展意义重大，有望推动人类从信息互联网时代步入价值互联网时代。