Cryptographic signatures can be used to increase the resilience of distributed systems against adversarial attacks, by increasing the number of faulty parties that can be tolerated. While this is well-studied for consensus, it has been underexplored in the context of fault-tolerant clock synchronization, even in fully connected systems. Here, the honest parties of an $n$-node system are required to compute output clocks of small skew (i.e., maximum phase offset) despite local clock rates varying between $1$ and $\vartheta>1$, end-to-end communication delays varying between $d-u$ and $d$, and the interference from malicious parties. So far, it is only known that clock pulses of skew $d$ can be generated with (trivially optimal) resilience of $\lceil n/2\rceil-1$ (PODC `19), improving over the tight bound of $\lceil n/3\rceil-1$ holding without signatures for \emph{any} skew bound (STOC `84, PODC `85). Since typically $d\gg u$ and $\vartheta-1\ll 1$, this is far from the lower bound of $u+(\vartheta-1)d$ that applies even in the fault-free case (IPL `01). We prove matching upper and lower bounds of $\Theta(u+(\vartheta-1)d)$ on the skew for the resilience range from $\lceil n/3\rceil$ to $\lceil n/2\rceil-1$. The algorithm showing the upper bound is, under the assumption that the adversary cannot forge signatures, deterministic. The lower bound holds even if clocks are initially perfectly synchronized, message delays between honest nodes are known, $\vartheta$ is arbitrarily close to one, and the synchronization algorithm is randomized. This has crucial implications for network designers that seek to leverage signatures for providing more robust time. In contrast to the setting without signatures, they must ensure that an attacker cannot easily bypass the lower bound on the delay on links with a faulty endpoint.


翻译:加密签名可以用来提高分布式系统在对抗性攻击面前的复原力, 方法是增加可以容忍的错误方数目。 虽然这是为共识而研究的很好, 但即使在完全连接的系统中, 在不宽容的时钟同步背景下, 也一直没有得到充分的探索。 在这里, 一个美元点的诚实方需要计算小斜点( 即最大阶段抵消) 的输出时钟。 尽管本地时钟的汇率在1美元和 $ 瓦特尔特 > 1 之间, 增加可以容忍的错误方数目。 端到端的通信延迟在美元到 美元之间, 端到端的通信延迟在美元之间, 端端到端的电流的电流不能在美元值下, 端的电流和端的电流在美元上, 端的电流和端的电流在1美元值下, 端的电流和端的电流的电流在1美元值下, 。

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