本文關鍵詞：基于可信計數(shù)器的拜占庭容錯技術研究

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【摘要】：近些年來,提高分布式系統(tǒng)容錯能力的研究取得了很大的進步。但是要想保證容錯系統(tǒng)的正常運行,對系統(tǒng)不受信任組件的數(shù)量會有明確的限制。例如,復制狀態(tài)機容錯系統(tǒng)不能容忍超過1/3數(shù)量的狀態(tài)機節(jié)點出錯。 Chun等人提出了只增內(nèi)存證明(A2M)組件,它是一個易于實施和驗證的可信部件。A2M提供了一個基于可信日志的編程模式,使設計的拜占庭協(xié)議免受惡意主機的“欺騙”,消除了一個惡意主機以不同方式欺騙不同客戶端或者服務器的能力,這是所有拜占庭容錯系統(tǒng)亟待解決的一個問題。 然而可信日志需要可信存儲空間的支持,這會給大規(guī)模實施帶來不便。因此本文設計出了一種不同于可信日志的更小的部件,我們稱其為可信計數(shù)器(TrCou),它比單調(diào)計數(shù)器和密鑰的組合更小。利用TrCou設計改進的A2M容錯系統(tǒng)不僅可以將日志存儲在不可信存儲空間內(nèi),同時也能夠減少節(jié)點之間驗證消息的次數(shù),本文主要做了以下三個方面的工作： 第一、設計出了能夠在分布式系統(tǒng)中使用的可信部件—TrCou(可信計數(shù)器),其目的是為了提高分布式系統(tǒng)中的安全性。,TrCou是一個包含一個非遞減計數(shù)器和一個隱藏加密密鑰的可信硬件模塊。這種組合的可信部件將會有效的改善分布式系統(tǒng)的安全性。TrCou的設計來自于A2M工作的啟發(fā),A2M提出了一種可信日志的概念以改善系統(tǒng)的安全性。相對于A2M, TrCou的設計更為簡單：即用計數(shù)器來代替可信日志。 第二、使用TrCou改進了現(xiàn)有的A2M函數(shù)接口并重新設計了兩種基于拜占庭容錯的A2M協(xié)議：A2M-PBFT-EAt和A2M-PBFT-Et。 第三、設計出了相關的仿真實驗,并驗證了改進后系統(tǒng)的性能。實驗結果表明基于可信計數(shù)器改進的A2M拜占庭容錯協(xié)議在任務響應速度上相比原始的A2M拜占庭容錯協(xié)議更快。
【關鍵詞】：拜占庭容錯 可信計數(shù)器 復制品
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP302.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 本文的組織結構11
• 1.3 本文的主要工作11-12
• 第二章 狀態(tài)機拜占庭容錯系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-20
• 2.1 早期的狀態(tài)機拜占庭系統(tǒng)14-15
• 2.2 引入Speculation技術的拜占庭容錯系統(tǒng)15-17
• 2.3 拜占庭鎖技術17-18
• 2.4 分離一致性與執(zhí)行請求技術18-19
• 2.5 帶有可信部件的拜占庭容錯系統(tǒng)19
• 2.6 本章小結19-20
• 第三章 可信計數(shù)器的設計20-27
• 3.1 可信計數(shù)器簡介20-21
• 3.2 符號注釋21
• 3.3 可信計數(shù)器的狀態(tài)21-22
• 3.4 “飾品”的函數(shù)接口22-26
• 3.4.1 產(chǎn)生證明22-24
• 3.4.2 驗證證明24-25
• 3.4.3 計數(shù)器分配25
• 3.4.4 對稱密鑰使用25-26
• 3.4.5 電源故障處理26
• 3.5 小結26-27
• 第四章 基于可信計數(shù)器的A2M容錯系統(tǒng)27-34
• 4.1 A2M系統(tǒng)分析27-30
• 4.1.1 A2M概述27
• 4.1.2 帶有可信日志的TrCou27-29
• 4.1.3 基于可信計數(shù)器改進后的A2M系統(tǒng)的優(yōu)點29-30
• 4.2 A2M容錯協(xié)議的改進30-33
• 4.2.1 改進后的A2M-PBFT-E協(xié)議---A2M-PBFT-Et31-32
• 4.2.2 改進后的A2M-PBFT-EA協(xié)議---A2M-PBFT-EAt32-33
• 4.3 小結33-34
• 第五章 實驗結果與分析34-39
• 5.1 系統(tǒng)架構34-35
• 5.2 實驗結果分析35-37
• 5.3 小結37-39
• 第六章 總結與展望39-41
• 6.1 總結39
• 6.2 下一步研究工作39-41
• 參考文獻41-44
• 碩士期間科研成果與參加的科研項目44-45
• 致謝45

【共引文獻】

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本文編號：946623