In this paper, we challenge the conventional approach of state machine replication systems to design deterministic agreement protocols in the eventually synchronous communication model. We first prove that no such protocol can guarantee bounded communication cost before the global stabilization time and propose a different approach that hopes for the best (synchrony) but prepares for the worst (asynchrony). Accordingly, we design an optimistic byzantine agreement protocol that first tries an efficient deterministic algorithm that relies on synchrony for termination only, and then, only if an agreement was not reached due to asynchrony, the protocol uses a randomized asynchronous protocol for fallback that guarantees termination with probability 1. We formally prove that our protocol achieves optimal communication complexity under all network conditions and failure scenarios. We first prove a lower bound of $\Omega(ft+ t)$ for synchronous deterministic byzantine agreement protocols, where $t$ is the failure threshold, and $f$ is the actual number of failures. Then, we present a tight upper bound and use it for the synchronous part of the optimistic protocol. Finally, for the asynchronous fallback, we use a variant of the (optimal) VABA protocol, which we reconstruct to safely combine it with the synchronous part. We believe that our adaptive to failures synchronous byzantine agreement protocol has an independent interest since it is the first protocol we are aware of which communication complexity optimally depends on the actual number of failures.


翻译:在本文中,我们挑战国家机器复制系统在最终同步通信模式中设计确定性协议协议协议协议常规方法的常规方法。 我们首先证明,任何这样的协议都无法在全球稳定时期之前保证约束性通信成本,并提议一种希望最佳(同步)但准备最坏(反同步)的不同方法。 因此,我们设计了一种乐观的赞丁协议协议协议协议,首先尝试一种仅依赖同步终止的高效确定性算法,然后,只有当由于不同步而没有达成协议时,协议就使用随机化的不同步协议,保证概率终止协议。 我们正式证明,我们的协议在所有网络条件和失败情景下都实现了最佳通信复杂性。 我们首先证明,美元(ft+t)的束缚性较低,以同步性协议的束缚性为同步性,美元是终止的门槛,而美元是失败的实际数量。 然后,我们提出一个紧密的上层协议,用它作为乐观协议的同步性协议的一部分。 最后,我们用一个同步性协议的同步性协议,我们把它作为一个安全的协议的同步性协议的一部分。

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