Development of Geographically-Distributed Byzantine Fault-Tolerant Systems

地理分布式拜占庭容错系统的开发

• 批准号: 22K11971
• 负责人: 中村 純哉
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11971/
• 关键词: 地理的分散システム; 耐ビザンチン故障; 動的ネットワーク; レプリケーション; 分散アルゴリズム

BFT状態機械レプリケーション（BFT-SMR）は，状態機械として定義されるサービスに対してビザンチン故障耐性を実現するレプリケーション技術として知られる．中でもGeographical BFT-SMRは地震や津波などの大規模災害に耐性を持つことから，一時的なサービス停止が許されない重要なサービスで使われることが多い．本研究課題では，Geographical BFT-SMRの性能を低下させる原因となる，(1) レプリケーション中のネットワーク変動，(2) ビザンチン故障レプリカの振る舞い仮定の妥当性について問題解決の方法を探求することを目的とする．2022年度は，レプリケーション環境のネットワーク特性に着目し，数多くあるSMRプロトコルの中から，レプリケーション環境に適したプロトコルを選定する手法について検討した．提案選定手法では，レプリカ台数，レプリカ間の通信遅延，リクエストの競合率などを考慮して最適なSMRプロトコルとレプリカ配置を決定する．実際にレプリケーションを構築してプロトコルや配置を比較すると金銭的・時間的コストがかかる．そのため提案手法では，SMRプロトコルのメッセージパターンを元にリクエストの実行時間（レイテンシ）を高速かつ高精度に見積もることで，この問題に対処する．見積もり精度を確認するため，レプリケーションを実際にパブリッククラウドサービス上に構築してレイテンシを計測し，一致度を調べた．その結果，多くのSMRプロトコルで0.98を越える高い相関が見られた．これらの成果は情報処理学会 第85回全国大会で発表した．

BFT state machinery レ プ リ ケ ー シ ョ ン (BFT - SMR) は, state machinery と し て definition さ れ る サ ー ビ ス に し seaborne て ビ ザ ン チ ン fault tolerance を be presently す る レ プ リ ケ ー シ ョ ン technology と し て know ら れ る. In で も Geographical BFT - SMR は や tianjin earthquake wave な ど の large-scale disasters に patience を hold つ こ と か ら, a temporary な サ ー ビ ス stop が xu さ れ な い important な サ ー ビ ス で make わ れ る こ と が い more. This research topic で は, Geographical BFT - SMR の performance low を さ せ る reason と な る, (1) レ プ リ ケ ー シ ョ ン in の ネ ッ ト ワ ー ク -, (2) ビ ザ ン チ ン fault レ プ リ カ の vibration る dance い 仮 set の justice に つ い て problem solving の way を explore す る こ と を purpose と す る. 2022 annual は レ プ リ ケ ー シ ョ ン environment の ネ ッ ト ワ ー に the mesh し ク features, more く あ る SMR プ ロ ト コ ル の in か ら, レ プ リ ケ ー シ ョ ン environment に optimum し た プ ロ ト コ ル を selected す る gimmick に つ い て beg し 検 た. Proposal selected technique で は, レ プ リ カ sets, レ プ リ カ の communication between 遅 delay, リ ク エ ス ト の concurrence rate な ど を consider し て optimum な SMR プ ロ ト コ ル と レ プ リ カ configuration を decided す る. Be interstate に レ プ リ ケ ー シ ョ ン を build し て プ ロ ト コ ル や configuration を compare す る と gold 銭 · time コ ス ト が か か る. そ の た め proposal gimmick で は, SMR プ ロ ト コ ル の メ ッ セ ー ジ パ タ ー ン を yuan に リ ク エ ス ト の line be time (レ イ テ ン シ) を high-speed か つ high-precision に see product も る こ と で, こ の problem に 処 seaborne す る. See product も り precision を confirm す る た め, レ プ リ ケ ー シ ョ ン を be interstate に パ ブ リ ッ ク ク ラ ウ ド サ ー ビ ス に on constructing し て レ イ テ ン シ を measuring し, consistent degree を adjustable べ た. Youdaoplaceholder0 られた results: the more く <e:1> SMRプロトコ で で0.98を, the higher the える, the more correlated が see られた. The results of the 85th national conference of the Intelligence Processing Association were announced at で た.

项目成果

通信パターンに基づく応答時間最適なGeographical SMRプロトコルとレプリカ配置の選択手法

基于通信模式和副本放置选择方法的具有最佳响应时间的地理SMR协议

• 发表时间: 2023
• 作者: Kim Yonghwan;Nakamura Junya;Katayama Yoshiaki;Masuzawa Toshimitsu;塩崎 功也，中村 純哉
• 通讯作者: 塩崎 功也，中村 純哉

Network bandwidth variation‐adapted state transfer for geo‐replicated state machines and its application to dynamic replica replacement

地理复制状态机的网络带宽变化适应状态传输及其在动态副本替换中的应用

• DOI: 10.1002/cpe.7408
• 发表时间: 2022
• 期刊: Concurrency and Computation: Practice and Experience
• 作者: Chiba Tairi;Ohmura Ren;Nakamura Junya
• 通讯作者: Nakamura Junya

Gathering despite a linear number of weakly Byzantine agents

尽管存在线性数量的弱拜占庭特工，但仍然聚集

• 发表时间: 2022
• 作者: Jion Hirose;Junya Nakamura;Fukuhito Ooshita;and Michiko Inoue
• 通讯作者: and Michiko Inoue

Brief announcement: Gathering despite a linear number of weakly Byzantine agents

简短公告：尽管有线性数量的弱拜占庭特工，但仍聚集在一起

• 发表时间: 2022
• 作者: Jion Hirose;Junya Nakamura;Fukuhito Ooshita;and Michiko Inoue
• 通讯作者: and Michiko Inoue