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On Finality in Blockchains

Authors :
Anceaume, Emmanuelle
Del Pozzo, Antonella
Rieutord, Thibault
Tucci-Piergiovanni, Sara
Confidentialité, Intégrité, Disponibilité et Répartition (CIDRE)
CentraleSupélec-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1)
Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Université Paris-Saclay, CEA, List, F-91120, Palaiseau, France
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST)
Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
ANR-20-CE25-0002,ByBloS,Au-delà des Blockchains : Modules de construction pour les applications à grande échelle zero-confiance multi-utilisateurs(2020)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Source :
OPODIS 2021-25th Conference on Principles of Distributed Systems, OPODIS 2021-25th Conference on Principles of Distributed Systems, Dec 2021, Strasbourg, France
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

This paper focuses on blockchain finality, which refers to the time when it becomes impossible to remove a block that has previously been appended to the blockchain. Blockchain finality can be deterministic or probabilistic, immediate or eventual. To favor availability against consistency in the face of partitions, most blockchains only offer probabilistic eventual finality: blocks may be revoked after being appended to the blockchain, yet with decreasing probability as they sink deeper into the chain. Other blockchains favor consistency by leveraging the immediate finality of Consensus - a block appended is never revoked - at the cost of additional synchronization. The quest for "good" deterministic finality properties for blockchains is still in its infancy, though. Our motivation is to provide a thorough study of several possible deterministic finality properties and explore their solvability. This is achieved by introducing the notion of bounded revocation, which informally says that the number of blocks that can be revoked from the current blockchain is bounded. Based on the requirements we impose on this revocation number, we provide reductions between different forms of eventual finality, Consensus and Eventual Consensus. From these reductions, we show some related impossibility results in presence of Byzantine processes, and provide non-trivial results. In particular, we provide an algorithm that solves a weak form of eventual finality in an asynchronous system in presence of an unbounded number of Byzantine processes. We also provide an algorithm that solves eventual finality with a bounded revocation number in an eventually synchronous environment in presence of less than half of Byzantine processes. The simplicity of the arguments should better guide blockchain designs and link them to clear formal properties of finality.<br />LIPIcs, Vol. 217, 25th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2021), pages 6:1-6:19

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
OPODIS 2021-25th Conference on Principles of Distributed Systems, OPODIS 2021-25th Conference on Principles of Distributed Systems, Dec 2021, Strasbourg, France
Accession number :
edsair.doi.dedup.....68b5dd6bc326a6f94a98fd8e6101eaeb