BFT

一个用于分布式系统的BFT协议高效且稳定的Rust库。

什么是BFT？

BFT（拜占庭容错）是一类共识算法，它通过拜占庭容错来实现。BFT可以保证在一个没有超过33%恶意拜占庭节点的分布式系统中实现活性和安全性，因此BFT通常用于区块链网络。

BFT协议

协议

BFT是一种状态机复制算法，以下是一些状态示例

1. 三层状态协议

    NewHeight -> (Propose -> Prevote -> Precommit)+ -> Commit -> NewHeight -> ...

2. 在某个高度下的三层状态协议

                            +-------------------------------------+
                            |                                     | (Wait new block)
                            v                                     |
                      +-----------+                         +-----+-----+
         +----------> |  Propose  +--------------+          | NewHeight |
         |            +-----------+              |          +-----------+
         |                                       |                ^
         | (Else)                                |                |
         |                                       v                |
   +-----+-----+                           +-----------+          |
   | Precommit |  <------------------------+  Prevote  |          | (Wait RichStatus)
   +-----+-----+                           +-----------+          |
         |                                                        |
         | (When +2/3 Precommits for the block found)             |
         v                                                        |
   +--------------------------------------------------------------+-----+
   |  Commit                                                            |
   |                                                                    |
   |  * Generate Proof;                                                 |
   |  * Set CommitTime = now;                                           |
   +--------------------------------------------------------------------+

架构

一个完整的BFT模型由四个基本部分组成

1. 共识模块，共识算法模块包括签名验证、证明生成、版本检查等；

2. 状态机，BFT状态机专注于共识提案；

3. 传输模块，共识模块与其他模块之间的网络；

4. Wal模块，存储BFT日志的地方。

注意：bft-core只提供一个基本的BFT状态机，不支持签名验证、证明生成、紧凑块等高级功能。这些功能在共识模块中，而不是在bft-core库中。

特性

bft-core提供了async_verify特性，用于在接收到提案后验证交易。BFT状态机将在Precommit步骤之前检查提案的验证结果。如果在共识期间尚未收到提案的结果，它将额外等待共识持续时间的1/2。

接口

如果bft-core运行正确，它需要接收4种类型的消息：Proposal、Vote、Feed、Status。bft-core也可以发送4种类型的消息：Proposal、Vote、Commit和GetProposalRequest。此外，bft-core还提供了Stop和Start消息，可以控制状态机的停止或继续。这些类型的消息包括在枚举CoreInput和CoreOutput中。

enum CoreInput {
    Proposal(Proposal),
    Vote(Vote),
    Feed(Feed),
    Status(Status),
    Commit(Commit),
    #[cfg(feature = "async_verify")]
    VerifyResp(VerifyResp),
    Pause,
    Start,
}

enum CoreOutput {
    Proposal(Proposal),
    Vote(Vote),
    Commit(Commit),
    GetProposalRequest(u64),
}

有关详细信息，请点击这里。

用法

首先，将bft-core添加到您的Cargo.toml

[dependencies]
bft-core = { git = "https://github.com/KaoImin/bft-core.git", branch = "develop" }

如果您想使用async_verify特性，需要添加以下代码

[features]
async_verify = ["bft-core/async_verify"]

第二，按照以下步骤将BFT和通道添加到您的crate中

extern crate bft_core as bft;

use bft::{types::*, Core, FromCore};

第三，初始化一个BFT核心

let bft = BFT::new(address);

这里的address是这个节点地址，类型为Vec<u8>。

需要说明的是，BFT机器默认处于停止步骤，因此，首先需要发送CoreInput::Start消息。使用send_bft_msg()函数将消息发送到BFT状态机，如下所示

bft.send_bft_msg(CoreInput::Start).map_err();

bft.send_bft_msg(CoreInput::Status(status)).map_err();

// only in feature async_verify
bft.send_bft_msg(CoreInput::VerifyResq(result)).map_err();

并实现FromCore特质以接收来自BFT核心的消息。

如果您想使用BFT高度进行一些验证，请使用以下get_height函数

let height: u64 = bft.get_height();

许可证

这是一个开源项目，遵循MIT许可证。