HotStuff-rs

HotStuff-rs是一个用于拜占庭容错状态机复制的Rust编程语言库，旨在用于生产系统。

HotStuff-rs实现了HotStuff共识协议的一种变体，但增加了块同步和动态验证者集等扩展，使此库适用于现实世界的用例（而不仅仅是研究系统）。HotStuff-rs具有一些理想的属性

1. 可证明的安全性：面对任何时刻多达1/3的投票力量是拜占庭的情况。
2. 最优性能：共识在（平均）1个往返时间。
3. 简单性：一个小API（应用）用于插入任意有状态的应用。
4. 模块化：可插拔的网络、状态持久化和视图同步机制。
5. 动态验证者集：可以根据状态更新进行更新，而无需任何停机时间：对于PoS区块链应用是必需的。
6. 功能齐全：包含块同步协议以及（即将推出）默认的网络、状态和节拍器实现：您编写应用程序，我们处理复制。

术语

• App：实现App特质的用户代码。这可以是任何可以用确定性状态机表达的业务逻辑，即：类型为(Blockchain, App State, Validator Set, Block) -> (Next Blockchain, Next App State, Next Validator Set)的纯函数。
• 副本：一个使用公钥标识的过程，它托管了HotStuff-rs协议的实现，例如，这个库。有两种类型的副本：副本：验证者和监听者，每个副本都包含一个应用程序实例。
• 区块链：一组不断增长的块，可以将其视为更新副本应用程序状态和验证者集的指令。
• 应用程序状态：应用程序可以用来存储任何内容的关键值存储；具有相同区块链的两个副本保证具有相同的应用程序状态。
• 验证者集：可以投票进行共识决定的副本集合。
• 进展协议：副本使用它通过共识创建新块并扩展区块链的协议。
• 同步协议：新协议或之前离线的副本用来快速赶上区块链头部的方法。

从哪里开始？

阅读文档：docs.rs。

提交问题

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HotStuff 共识协议

HotStuff 通过构建一个 'BlockTree'：一个块的有向无环图来工作。块是一个结构，具有一个 data 字段，应用程序可以自由地用任意的字节数组填充。在共识算法文献中，我们通常将共识算法称为维护状态机，该状态机根据命令更改其内部状态，因此选择了这个术语。

HotStuff 保证已提交的块是 不可变的。也就是说，只要至少有超过三分之二的有效投票力忠实执行协议，它们就永远不会被 取消。这种保证使应用程序能够有信心地进行难以撤销的操作。

一个块一旦其第三个确认被写入BlockTree，就变成了 已提交 的。对块 A 的确认是另一个块 B，其中存在从 B 到 A 的路径。

选择第三个确认来定义提交——而不是第一个或第二个——并非随意。HotStuff 的安全性和活跃性属性实际上取决于这个条件。如果你真的想知道为什么是这样，你应该阅读论文。总结一下

1. 经典的BFT共识算法，如PBFT，只需要2个确认即可进行提交，但这是以昂贵的领导者替换流程为代价的。
2. Tendermint只需要2个确认即可进行提交，并且有一个简单的领导者替换流程，但需要一个显式的 '等待N秒' 步骤来保证活跃性。

HotStuff 是第一个具有简单领导者替换算法的共识算法，该算法没有 '等待N秒' 步骤，因此可以像网络延迟允许的那样快速进步。