Distributed Algorithms and Protocols for Blockchains

课程简介

区块链共识介绍：典型区块链系统的架构；区块链共识的基本概念；共识协议的历史；区块链共识的历史；传统共识与区块链共识之间的关系。 分布式共识算法：系统模型和问题定义；属性；终止性；一致性；完整性；故障模型；拜占庭将军问题；交互一致性；不可能结果；同步算法；正确性分析；复杂性分析；案例研究。 工作量证明、权益证明和实用拜占庭容错：哈希谜题；难度；分叉问题；经典的工作量证明；幽灵协议；工作量证明协议的分析；经典权益证明；中心化问题；改进提案；拜占庭容错的不可能性；实用拜占庭容错；比较与演示。 比特币、以太坊与公共区块链：比特币节点的架构；以太坊节点的架构；启动过程；挖矿池；自私挖矿；比特币源代码的分析；以太坊源代码的分析。 Hyperledger Fabric与联邦区块链：Hyperledger Fabric的架构；节点；背书者；排序节点；排序服务；Kafka；Zookeeper；实用拜占庭容错；Hyperledger Fabric源代码的分析。 高性能区块链共识：吞吐量与可扩展性；支付通道网络（PCN）；传统共识协议的局限性；混合共识；比特币-NG；并行化；分片；可信执行环境；DAG共识。 多链与Web 3.0中的算法与协议：跨链操作；多链共识；Web 3.0中的分布式算法；对等网络；协议实现；案例研究。

学习目标

• 介绍区块链系统中分布式算法的基本原理、概念、理论和分析； • 使学生能够分析流行区块链平台的底层分布式共识协议； • 使学生能够开发基本的分布式共识协议。

先修要求

无

教学模式

39学时的课堂活动，包括讲授、辅导和实验。讲授提供课程材料；辅导通过案例研究巩固理解；实验提供实践指导以练习练习题。