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Seminar Verteilte Systeme: A Walk through BFT History, yet not Enough: Foundations and Challenges

Semester

Wintersemester 2021/2022

Sommersemester 2022

Modulnummer

INF-VS-041

Studiengänge

Informatik Bachelor, Informations-Systemtechnik Bachelor, Wirtschaftsinformatik Bachelor, Informatik Master, Informations-Systemtechnik Master, Wirtschaftsinformatik Master

IBR Gruppe

DS (Prof. Kapitza)

Art

Seminar

Dozenten

Prof. Dr. Rüdiger Kapitza
Ehemaliger Abteilungsleiter
rrkapitz[[at]]ibr.cs.tu-bs.de

Assoz. Prof. Leander Jehl
Ehemaliger Kommissarischer Abteilungsleiter
jehl[[at]]ibr.cs.tu-bs.de

Assistenten

Ines Messadi
Ehemalige Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Kai Bleeke
Ehemaliger Wissenschaftlicher Mitarbeiter

SWS

0+2

Ort & Zeit

The kick-off meeting will happen online: Wednesday, 27.10.2021, 11:30-13:00, https://bbb.ibr.cs.tu-bs.de/b/ine-2a7-pg3.

Please make sure to attend the kick-off meeting, if you cannot and still wish to participate in the seminar, write an email to Ines Messadi and Kai Bleeke.

The presentations will happen in IBR on pre-agreed date in Raum 105

Scheinerwerb

Abgabe einer substanziellen Ausarbeitung sowie erfolgreiche Präsentation. Die Note ist sowohl von der Beteiligung im Seminar als auch der Qualität der Ausarbeitung und Präsentation abhängig.

Anmeldung

Die Teilnehmerzahl ist auf 10 Studierende begrenzt.

Die Anmeldung ist ausschließlich über StudIP möglich.

Inhalt

Goal

We are going to search for answers to questions like:

What the impact of new hardware technologies on BFT systems?
How do we model and verify different BFT implementations?
How do we model and verify different BFT implementations?
What is the difference between PBFT, SBFT and HotStuff ?
What is the conceptual difference between rotating leaders, leaderless and stable leaders?

The following is a preliminary list of topics. The papers might be extended or changed. Each participant in the seminar handles a research question from the received papers.

	Thema	Betreuer
	Foundations and Classics	Ines Messadi
	Practical Byzantine Fault Tolerance Byzantine Fault-Tolerant State-Machine Replication from a Systems Perspective
	A Deep Look Into the HotStuff Algorithm	Kai Bleeke
	Hotstuff: Bft consensus with linearity and responsiveness Sync hotstuff: Simple and practical synchronous state machine replication Fast-hotstuff: A fast and resilient hotstuff protocol Streamlet: Textbook streamlined blockchains
	Recent Developements in BFT Protocols	Kai Bleeke
	DFINITY Technology Overview Series Consensus System Making Byzantine consensus live Coordination-Free Byzantine Replication with Minimal Communication Costs
	Rotating Leaders and Leaderless Protocols	Kai Bleeke
	Mir-BFT: High-Throughput Robust BFT for Decentralized Networks Scalable and probabilistic leaderless bft consensus through metastability Basil: Breaking up BFT with ACID (transactions)
	Safety Violation Cases	Kai Bleeke
	Revisiting fast practical byzantine fault tolerance
	The Impact of Trusted hardware based BFT protocols
	Communication-Efficient BFT Protocols Using Small Trusted Hardware to Tolerate Minority Corruption (supervised by Kai Bleeke) Classifying Trusted Hardware via Unidirectional Communication
	On the Correctness of BFT protocols	Ines Messadi
	Asphalion: trustworthy shielding against Byzantine fault Byzantine Ordered Consensus without Byzantine Oligarchy
	Dezentralized Trust, Scalability and Optimizations	Ines Messadi
	SBFT: a Scalable and Decentralized Trust Infrastructure BEAT: Asynchronous BFT Made Practical ByzCoin No-Commit Proofs: Defeating Livelock in BFT Making Reads in BFT State Machine Replication Fast, Linearizable, and Live
	Stronger Resilience and diversity	Ines Messadi
	Flexible Byzantine Fault Tolerance BFT Protocol Forensics Strengthened Fault Tolerance in Byzantine Fault Tolerant Replication
	The Impact of RDMA on Agreement	Ines Messadi
	Velos: One-sided Paxos for RDMA applications The Impact of RDMA on Agreement
	Cross Fault Tolerance	Ines Messadi
	XFT: Practical Fault Tolerance beyond Crashes
	Cross Fault Tolerance	Ines Messadi
	XFT: Practical Fault Tolerance beyond Crashes
	Confidential Verifiable Replicated Service	Ines Messadi
	CCF: A Framework for Building Confidential Verifiable Replicated Services

Material

Diese Unterlagen sind nur für registrierte Teilnehmer zugänglich. Um sich zu registrieren, benötigen Sie entweder einen IBR-POSIX-Account, den Sie vielleicht bereits im Rahmen einer Arbeit am Institut erhalten haben, oder einen selbst aktivierten IBR-y-Account. Anschließend melden Sie sich über die -Funktion dieser Website an.

Kapitel

Folien

Übungen

1. Kick-off

2.Deadlines

3.HotStuff Protocol

4.Basil: Breaking up BFT with ACID

5.Overview of Byzcoin and Pompe protocols

Termine

[ Kalender abonnieren | Kalender herunterladen ]

27.10.2021, 11:30 Uhr

Kick-off Meeting (BBB)

27.01.2021, 13:12 Uhr

RDMA impact on agreement (BBB)

Literatur/Links

Hilfestellung zum Seminar:

How to Read a Paper, S. Keshav, University of Waterloo
How to Give a Talk, Paul N. Edwards, School of Information, University of Michigan
How to Give a Good Presentation

Für die Literaturrecherche können folgende Links hilfreich sein:

(La)TeX Tips + Tricks

Das Seminar

Die bevorzugte Sprache für Präsentation und die Ausarbeitung ist Englisch, Deutsch ist aber möglich. Jeder Teilnehmer übernimmt die Veröffentlichung(en) eines Themas. Alle Teilnehmer erstellen ein Peer Review, dazu gehört:

Besuch des Probevortrags des Peers inklusive Feedback
Review der Ausarbeitung der Peers vor der Abgabe.
Organisation der Fragerunde nach dem Vortrag des Peers.

Bemerkungen

Die abzugebenden Dokumente umfassen die Ausarbeitung und einen Foliensatz:

Präsentation und Ausarbeitung möglichst auf Englisch.
Präsentationszeit: 20 Minuten.
Länge der Ausarbeitung: exakt 6 Seiten exklusive Referenzen.

Jeder Teilnehmer sollte auf seinem Paper aufbauende Veröffentlichungen studieren. Die Seminarbetreuer können bei der Themenfindung helfen.

An der Universität werden akademische und persönliche Integrität groß geschrieben. Dementsprechend muss die Ausarbeitung in eigenen Worten erfolgen. Plagiate verstoßen gegen die Prüfungsordnung.

Templates

Das LaTeX Template für die Ausarbeitung findet sich hier.

Zusätzliche Anregungen zur Ausarbeitung finden sich hier.

LaTeX Templates für den Foliensatz befinden sich hier.

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Goal

Das Seminar

Bemerkungen

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