摘要
计算机网络中的共识协议，如 Raft 和 Paxos，通常部署于云计算环境中，并假定参与节点具有固定且已知的身份以执行日志复制。这一身份假定构成了重要的攻击向量，尤其针对女巫攻击，因为协议缺乏认证机制来验证加入共识过程的节点身份。这一漏洞源于崩溃容错设计，该设计假定节点要么正常运行，要么完全故障，未考虑恶意或被攻陷（拜占庭）行为。在本研究中，我们提出 CryptObj——一种 Raft 协议的安全适配方案，该方案采用混合密码学技术，将 Rivest–Shamir-Adleman（RSA）和椭圆曲线密码学（ECC）与高级加密标准（AES）及 ChaCha20 等对称密码算法相结合，并使用公钥基础设施（PKI）密钥封装和传输层安全（TLS）作为替代密码方案。该系统通过证书颁发机构（CA）提供节点认证，同时为投票请求阶段提供保密性。该阶段使用 AnBx 模型进行了形式化验证。此适配方案使得可以部署需要安全共识原语的安全关键应用，如访问控制模型。我们在最多九个节点的集群规模上进行了实验评估，结果表明，CryptObj 在 RSA 2048 和 ECC 配置下表现出较低的开销，而 RSA 4096 则带来显著更高的解密和签名延迟。
