Towards Rational Consensus in Honest Majority

分布式共识协议用于在存在 $f$ 个对手的情况下，在 $n$ 个玩家之间达成一致；不同的协议支持不同的 $f$ 值。现有的研究针对不同的对手类型（由威胁模型捕获）研究这个问题。有三种主要的威胁模型：（i）崩溃容错（CFT），（ii）拜占庭容错（BFT）和（iii）理性容错（RFT），每个模型比前一个更通用。在多次循环中就（1）每轮提议的值和（2）多轮之间商定的值的顺序达成一致称为原子广播（ABC）。ABC比共识更加通用，被应用于区块链。本文研究了在 RFT 威胁模型下的 ABC。我们考虑在 $n$ 个玩家中有 $t$ 个拜占庭式和 $k$ 个理性对手。我们还根据玩家对（1）存活攻击，（2）审查或（3）不同意（分叉攻击）的效用，研究了不同类型的理性玩家。我们在部分同步网络中研究了在这种通用威胁模型下的 ABC 问题。我们表明，如果理性玩家喜欢存活或审查攻击，则当 $n/3 < (t+k) < n/2$ 时，ABC 是不可能的；而且 Ranchal-Pedrosa 和 Gramoli 提出的共识协议无法推广到解决 ABC，因为它具有不安全的纳什均衡（导致不同意）。对于部分同步网络设置中的 ABC，我们提出了一种新颖的协议 \textsf{pRFT}（实用理性容错）。我们表明，如果理性玩家仅喜欢不同意攻击并且 $t < \frac{n}{4}$ 且 $(t+k) < \frac{n}{2}$，则 \textsf{pRFT} 实现了 ABC。在 \textsf{pRFT} 中，我们通过利用诚实玩家来在协议内部引入问责制（捕捉偏离的玩家）。我们还表明，\textsf{pRFT} 的消息复杂度与保证问责制的最佳共识协议相当。

研究在RFT威胁模型下的原子广播(ABC)问题，考虑部分同步网络中存在t个拜占庭和k个理性拜占庭敌人的情况。

提出了一种新的协议pRFT，该协议利用诚实玩家来实现问责制，以解决ABC问题。当理性玩家只偏好分歧攻击且t < n/4，(t+k) < n/2时，pRFT可以实现ABC。

pRFT协议实现了问责制，复杂度与其他保证问责制的共识协议相当。研究表明，ABC对于偏好活力或审查攻击的理性玩家是不可能的。Ranchal-Pedrosa和Gramoli提出的共识协议不能推广到解决ABC，因为存在不安全的纳什均衡。

该领域的相关研究包括不同威胁模型下的ABC问题，如CFT和BFT。还有一些研究集中在区块链技术中ABC的应用。