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Modular randomized byzantine k-set agreement in asynchronous message-passing systems

Authors :
Hamouma Moumen
Michel Raynal
Achour Mostefaoui
Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N)
IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Gestion de Données Distribuées (GDD)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Université Mustapha Ben Boulaid de Batna 2
As Scalable As Possible: foundations of large scale dynamic distributed systems (ASAP)
SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1)
Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
ANR-11-BS02-0014,DISPLEXITY,Calculabilité et complexité en distribué(2011)
ANR-14-CE35-0010,DISCMAT,Mathematical Methods in Distributed Computing(2014)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Gestion de Données Distribuées (LS2N - équipe GDD)
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)
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)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
The 17th International Conference on Distributed Computing and Networking (ICDCN'16), The 17th International Conference on Distributed Computing and Networking (ICDCN'16), Jan 2016, Singapore, Singapore. pp.1-10, ICDCN
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; k-Set agreement is a central problem of fault-tolerant distibuted computing. Considering a set of n processes, where up to t may commit failures, let us assume that each process proposes a value. The problem consists in defining an algorithm such that each non-faulty process decides a value, at most k dfferent values are decided, and the decided values satisfy some context-depending validity condition. Synchronous message-passing algorithms solving k-set agreement have been proposed for different failure models (mainly process crashes, and process Byzantine failures). Differently, k-set agreement cannot be solved in failure-prone asynchronous message-passing systems when t ≥ k. To circumvent this impossibility an asynchronous system must be enriched with additional computational power. Assuming t ≥ k, this paper presents a distributed algorithm that solves k-set agreement in an asynchronous message-passing system wher up to t processes may commit Byzantine failures. To that end, each process is enriched with randomization power. While randomized k-set agreement algorithms exist for the asynchronous process crash failure model where t ≥ k, to our knowledge the proposed algorithm is the first that solves k-set agreement in the presence of up to t ≥ k Byzantine processes. Interestingly, this algorithm is signature-free, and ensures that no value proposed only by Byzantine processes can be decided by a non-faulty process. Its design is based on a modular construction which rests on a "no-duplicity" one-to-all broadcast abstraction, and two all-to-all communication abstractions.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
The 17th International Conference on Distributed Computing and Networking (ICDCN'16), The 17th International Conference on Distributed Computing and Networking (ICDCN'16), Jan 2016, Singapore, Singapore. pp.1-10, ICDCN
Accession number :
edsair.doi.dedup.....dafa80304d6c2db428091b2af9d78b39