HotStuff (BFT) Algorithm | cryptocurrencies, blockchains & live prices

HotStuff ist ein BFT-Konsensprotokoll, das von Forschern bei VMware Research entwickelt und 2019 veröffentlicht wurde. Das Protokoll revolutionierte den BFT-Konsens, indem es lineare Kommunikationskomplexität O(n) sowohl für den normalen Betrieb als auch für die Leader-Rotation erreichte, im Vergleich zur quadratischen Komplexität O(n²) des klassischen PBFT. HotStuff erreicht dies durch einen Pipelining-Ansatz: Jede Phase des Protokolls verarbeitet gleichzeitig einen Vorschlag, während frühere Vorschläge abgeschlossen werden, und es verwendet Threshold-Signaturen, um den Nachrichtenaustausch zu minimieren.

Das Protokoll arbeitet in drei Phasen — Prepare, Pre-Commit und Commit — mit einem Leader, der Vorschläge macht und Stimmen sammelt. Die lineare Komplexität macht HotStuff skalierbar auf Hunderte oder sogar Tausende von Validatoren. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Responsivität: Das Protokoll wartet nicht auf ein festes Timeout, sondern arbeitet so schnell, wie es das Netzwerk zulässt. Die Leader-Rotation verläuft reibungslos, da ein neuer Leader einfach beweisen kann, dass die vorherige Runde durch ein Threshold Certificate abgeschlossen wurde.

HotStuff hat einen enormen Einfluss auf die Blockchain-Entwicklung gehabt. Es war das Konsensprotokoll, das für Metas (Facebook) Diem-Projekt (ehemals Libra) gewählt wurde, aus dem später die Aptos- und Sui-Blockchains hervorgingen. Viele moderne BFT-Protokolle sind Varianten von HotStuff, darunter die Protokolle in Aptos, Flow und diversen Enterprise-Blockchains. Das Paper gilt als Durchbruch in der BFT-Konsenswissenschaft und hat das Design der nächsten Generation von Blockchain-Protokollen grundlegend beeinflusst.