Byzantine agreement (BA), the task of $n$ parties to agree on one of their input bits in the face of malicious agents, is a powerful primitive that lies at the core of virtually every multi-party cryptographic protocol. Interestingly, in protocols with the best overall communication complexity, the communication demands of the parties are highly unbalanced: the amortized cost is $\tilde O(1)$ bits per party, but some parties must send $\Omega(n)$ bits. In best known balanced protocols, the overall communication is sub-optimal, with each party communicating $\tilde O(\sqrt{n})$. In this work, we ask whether asymmetry is inherent for optimizing total communication. Our contributions in this line are as follows: 1) We identify a cryptographic primitive, succinctly reconstructed distributed signatures (SRDS), that suffices for constructing $\tilde O(1)$ balanced BA. We provide two constructions of SRDS from different cryptographic and Public-Key Infrastructure (PKI) assumptions. 2) The SRDS-based BA follows a paradigm of boosting from "almost-everywhere" agreement to full agreement, and does so in a single round. We prove that PKI setup and cryptographic assumptions are necessary for such protocols in which every party sends $o(n)$ messages. 3) We further explore connections between a natural approach toward attaining SRDS and average-case succinct non-interactive argument systems for a particular type of "Subset-$f$" problems (generalizing Subset-Sum and Subset-Product). Collectively, our results provide an initial mapping for the feasibility landscape of $\tilde O(1)$ balanced BA, including new approaches forward, as well as limitations and barriers. Our approach yields the first two BA protocols with $\tilde O(1)$ balanced communication, offering a tradeoff between setup and cryptographic assumptions, and answering an open question presented by King and Saia (DISC'09).


翻译:拜占庭协议(BA)是美元方在恶意物剂面前商定其输入点之一的任务。 美元方在恶意物剂面前商定其输入点之一的任务,是一个强大的原始基础,几乎是每个多党加密协议的核心。 有趣的是,在具有最佳整体通信复杂性的协议中,各方的通信需求高度不平衡:摊销成本是每党1美元O(1)美元比特,但有些缔约方必须发送1美元比特。 在最已知的平衡协议中,总体通信是次优化的,每方沟通美元方(sqqrt{n})。 在这项工作中,我们询问是否内在不对称是优化全部通信的内在因素。 我们在这一线上的贡献如下:1) 我们确定了一个加密原始的、简洁重的分布签名(SRDS),这足以构建美元方的平衡的BA。我们提供了来自不同加密和公基基础设施(PKI)的开放性交易和平衡(S)假设的两种结构。 2 基于SDS- 以非成本方的理念, 提供了我们最先期协议和最高级的逻辑协议, 提供了我们最先展示的“最高级的智能协议 ” 和最高级协议。

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