Fault tolerance of a blockchain is often characterized by the fraction $f$ of ``adversarial power'' that it can tolerate in the system. Despite the fast progress in blockchain designs in recent years, existing blockchain systems can still only tolerate $f$ below $\frac{1}{2}$. Can practically usable blockchains tolerate a malicious majority, i.e., $f \ge \frac{1}{2}$? This work presents a positive answer to this question. We first note that the well-known impossibility of {\em byzantine consensus} under $f \ge \frac{1}{2}$ does not carry over to blockchains. To tolerate $f \ge \frac{1}{2}$, we use {\em byzantine broadcast}, instead of byzantine consensus, as the core of the blockchain. A major obstacle in doing so, however, is that the resulting blockchain may have extremely low throughput. To overcome this central technical challenge, we propose a novel byzantine broadcast protocol OverlayBB, that can tolerate $f \ge \frac{1}{2}$ while achieving good throughput. Using OverlayBB as the core, we present the design, implementation, and evaluation of a novel Proof-of-Stake blockchain called BCube. BCube can tolerate a malicious majority, while achieving practically usable transaction throughput and confirmation latency in our experiments with $10000$ nodes and under $f = 0.7$. To our knowledge, BCube is the first blockchain that can achieve such properties.

中文翻译：

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使用以吞吐量为中心的拜占庭广播来容忍区块链中的恶意多数

区块链的容错性通常以它在系统中可以容忍的“对抗能力”的分数 $f$ 为特征。尽管近年来区块链设计进展迅速，但现有的区块链系统仍然只能容忍低于 $\frac{1}{2}$ 的 $f$。实际可用的区块链能否容忍恶意多数，即 $f \ge \frac{1}{2}$？这项工作对这个问题给出了肯定的答案。我们首先注意到，众所周知的在 $f \ge \frac{1}{2}$ 下 {\em 拜占庭共识} 的不可能性不会延续到区块链。为了容忍 $f \ge \frac{1}{2}$，我们使用 {\em 拜占庭广播}，而不是拜占庭共识，作为区块链的核心。然而，这样做的一个主要障碍是由此产生的区块链可能具有极低的吞吐量。为了克服这一核心技术挑战，我们提出了一种新颖的拜占庭广播协议 OverlayBB，它可以容忍 $f \ge \frac{1}{2}$ 同时实现良好的吞吐量。我们以 OverlayBB 为核心，介绍了一种名为 BCube 的新型权益证明区块链的设计、实施和评估。BCube 可以容忍恶意多数，同时在我们的 10000 美元节点和低于 0.7 美元的实验中实现实际可用的交易吞吐量和确认延迟。据我们所知，BCube 是第一个可以实现这些特性的区块链。同时在我们的实验中使用 10000 美元的节点和低于 0.7 美元的节点实现实际可用的交易吞吐量和确认延迟。据我们所知，BCube 是第一个可以实现这些特性的区块链。同时在我们的实验中使用 10000 美元的节点和低于 0.7 美元的节点实现实际可用的交易吞吐量和确认延迟。据我们所知，BCube 是第一个可以实现这些特性的区块链。