Acordo bizantino mútavel para a Blockchain

Abstract

O principal componente de um sistema blockchain e o protocolo de acordo distribuído que tem de ser capaz de tolerar faltas bizantinas na chegada a decisões. Existem muitas implementações de blockchain, cada uma utilizando diferentes protocolos de acordo, porém todos eles revelam limitações. Implementações cujo protocolo é da categoria Proof of, apesar de escalarem, implicam compromissos entre desempenho e coerência. Protocolos ditos tradicionais (e.g. PBFT) são muito restritos na escalabilidade que oferecem, não conseguindo manter o desempenho ao aumentar o numero de participantes. Para além disso, cada protocolo foca-se em características particulares com padrões de comunicação específicos, pelo que para alterar algum destes aspetos e necessário substituir o protocolo de acordo. Neste trabalho propõe-se um protocolo que combina a tolerância a faltas bizantinas com as características do protocolo Mutable Consensus que admite diferentes padrões de comunicação aplicáveis a diferentes ambientes. Adicionalmente, um desses padrões que privilegia uma comunicação por difusão epidémica (gossip) oferece grande escalabilidade, permitindo assim construir um protocolo que também possa escalar.

The main component of a blockchain system is the consensus protocolo that must tolerate byzantine faults. There are many blockchain implementations, each one using a distinct consensus protocol, though all of them have limitations. Some use a protocol from the Proof of family, that exhibit tradeoffs regarding consistency and peformance. Others rely in more traditional protocols (e.g. PBFT), whose biggest disadvantage is its poor scalability. Additionally, protocols have their own communication patterns and properties, and to change any of those it is necessary to replace the whole protocol. This dissertation aims to build a protocol that combines byzantine fault tolerance with the features of the Mutable Consensus protocol which allows to build multiple communications patterns adaptable to different requirements. Moreover, one of those patterns, that spreads messages in an epidemic manner (gossip), offers great scalability, thus allowing to create a scalable protocol.