文档介绍：广西师范大学学报(自然科学版)
Journal of Guangxi Normal University(Natural Science Edition)
ISSN 1versity (Natural Science Edition), 2022, 40(3)
基于可验证随机函数和 BLS 签名的拜占庭容错
共识算法
白尚旺*, 马晓倩, 高改梅, 刘春霞, 党伟超
（太原科技大学 计算机科学与技术学院, 山西 太原 030024）
摘 要：实用拜占庭容错（PBFT）算法可以容忍网络存在不超过节点总数三分之一的拜占庭节点，常被作为联盟链的
共识算法。针对 PBFT 存在主节点选取规则简单、通信复杂度较高等问题，提出一种基于可验证随机函数（VRF）和
BLS 签名的拜占庭容错（VBBFT）共识算法。在 VBBFT 共识算法，VRF 在共识节点中选取主节点，主节点作为消
息收集和发送的协调者，并将节点间的信息交互过程转化为 BLS 签名过程，降低了节点间的通信复杂度，并保证了
节点间的信息交互是安全的。仿真实验结果表明 VBBFT 共识算法与 PBFT 算法相比，交易吞吐率提高了 倍，时
延降低了 12%。
关键词：实用拜占庭容错；可验证随机函数；联盟链；BLS 签名；共识算法
中图分类号： 文献标志码：A 文章编号：1001-6600 (2022)03-xxxx-xx
2008 年，随着中本聪发表的一篇名为《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》论文的提
出，比特币背后的区块链技术受到各界人士越来越多的关注。区块链是一个由所有节点共同维护、
共同记账的分布式数据库，具有匿名、去中心化、不可篡改等特性[1]。共识算法[2]是区块链的核心模
块，能够保证在去中心的环境中，系统中的各方参与者能够遵循相同记账规则，实现数据的分布式
一致性。根据节点的准入机制，可将区块链分为[3]以比特币、以太坊为代表的公有链和以 R3 Corda、
Hyperledeger Fabric 为代表的联盟链