We consider the corner-stone broadcast task with an adaptive adversary that controls a fixed number of $t$ edges in the input communication graph. In this model, the adversary sees the entire communication in the network and the random coins of the nodes, while maliciously manipulating the messages sent through a set of $t$ edges (unknown to the nodes). Since the influential work of [Pease, Shostak and Lamport, JACM'80], broadcast algorithms against plentiful adversarial models have been studied in both theory and practice for over more than four decades. Despite this extensive research, there is no round efficient broadcast algorithm for general graphs in the CONGEST model of distributed computing. We provide the first round-efficient broadcast algorithms against adaptive edge adversaries. Our two key results for $n$-node graphs of diameter $D$ are as follows: 1. For $t=1$, there is a deterministic algorithm that solves the problem within $\widetilde{O}(D^2)$ rounds, provided that the graph is 3 edge-connected. This round complexity beats the natural barrier of $O(D^3)$ rounds, the existential lower bound on the maximal length of $3$ edge-disjoint paths between a given pair of nodes in $G$. This algorithm can be extended to a $\widetilde{O}(D^{O(t)})$-round algorithm against $t$ adversarial edges in $(2t+1)$ edge-connected graphs. 2. For expander graphs with edge connectivity of $\Omega(t^2\log n)$, there is an improved broadcast algorithm with $O(t \log ^2 n)$ rounds against $t$ adversarial edges. This algorithm exploits the connectivity and conductance properties of G-subgraphs obtained by employing the Karger's edge sampling technique. Our algorithms mark a new connection between the areas of fault-tolerant network design and reliable distributed communication.


翻译:我们用一个适应性的对手来考虑角石广播任务,它控制了输入通信图中固定数量的美元平面。在这个模型中,对手看到网络中整个通信和节点的随机硬币,同时恶意地操纵通过一组美元平面(节点不知道)发送的信息。由于[Patter,Shostak和Lamport, JACM'80] 的有影响力的工作,在理论和实践中都研究了四十多年来对超额对称模型的计算法。尽管进行了广泛的研究,但在分布式计算模型中,没有关于通用图表的全价平面的全价广播算法。我们提供了针对适应性边缘对手的首个全价广播算法。我们用直径为美元平面的美元平面图得出了两个关键结果:1. 对于$t=1, 有一种确定性算法,在全局平面平面平面平面的平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面

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