News
- ROBUST Workshop 2026 in Erlangen - Am 7. und 8. Oktober 2026 fand der Workshop ROBUST 2026 – Resilient Operations: Byzantine Fault Tolerance and State-Machine Replication an der Technischen Fakultät der…
- Besuch der EuroSys 2026 in Edinburgh - Vom 27.04.26 bis 30.04.26 fand die EuroSys Konferenz mit zahlreichen Workshops in Edinburgh statt. Dieses Jahr war unser Lehrstuhl mit zwei Beiträgen präsent: Christian Berger…
- Promotion Laura Lawniczak - Am 16. Februar hat Laura Lawniczak erfolgreich ihre Dissertation mit dem Titel "Practical State-Machine Replication for Small-Scale Systems" (Praxisnahe Ansätze für Zustandsmaschinenreplikation in kleinskaligen Systemen)…
- Teilnahme an der DARE 2025 Summer School - In der Woche vom 8. bis 12. September nahmen unsere Mitarbeitenden Harald Böhm und Paul Bergmann an der 3rd ACM Europe Summer School on Distributed…
Themen
Verteilte Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus mehreren, weitestgehend eigenständigen und über ein Netzwerk miteinander verbundenen Komponenten bestehen, die einen gemeinsamen Dienst anbieten. Abhängig von der konkreten Ausprägung kann es sich hierbei beispielsweise um die auf wenige Rechner begrenzte redundante Speicherung kleiner Dateien handeln, oder aber auch um die massiv parallele Verarbeitung großer Datenmengen im Rahmen weltumspannender Cloud-Anwendungen. Während sich durch die Verteiltheit eines Systems einerseits neue Möglichkeiten eröffnen, wie etwa eine Verbesserung der Fehlertoleranzeigenschaften durch Replikation von Daten oder Berechnungen, ergeben sich andererseits zusätzliche Herausforderungen, wie zum Beispiel die effiziente Bereitstellung von Diensten bei einer Verteilung auf mehrere geografische Standorte. Ziel der Forschungsaktivitäten des Lehrstuhls ist die Entwicklung von Konzepten und Techniken, die es Systemen erlauben, die sich durch Verteilung bietenden Chancen zu nutzen und dabei die zur Verfügung stehenden Ressourcen so effizient wie möglich einzusetzen. Unsere Forschungsschwerpunkte liegen dabei insbesondere in den folgenden Bereichen:- Byzantinische Fehlertoleranz, Zustandsmaschinenreplikation und Konsensalgorithmen
- Performanzevaluation durch Netzwerksimulation und Fehlerinjektion
- Automatisierte Diversifizierung, Implementierung und Verifikation von Verteilten Systemen
- Blockchain-Systeme, Distributed Ledger Technologie und Decentralized Finance (DeFi)
Projekte
BALu: Blockchain Anwendungen in der Luftfahrt
Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Akronym: BALu
Projektleitung:
Das Konzept von Distributed Ledger Systemen (Blockchain) ist eine grundlegend neue Basistechnologie, welche in der öffentlichen Wahrnehmung derzeit verstärkt im Fokus steht und welche erhöhtes Potential zur Lösung von Problemstellungen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen verspricht.Daneben wandelt sich die Luftverkehrslandschaft absehbar mit einer massiven Zunahme an Luftverkehrsteilnehmern und weiteren Luftverkehrsarten wie autonomen Kleinstsystemen. Des Weiteren besteht ein Bedarf bei de…
BFT2Chain: Entwurf und Validierung skalierbarer Byzantinisch fehlertoleranter Einigungsalgorithmen für Blockchains
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Akronym: BFT2Chain
Projektleitung:
Distributed Ledger Technologies (DLTs), oft auch als Blockchains bezeichnet, ermöglichen die Realisierung zuverlässiger und angriffsresilienter Dienste ohne zentrale Infrastruktur. Die verbreiteten "Proof-of-Work"-Mechanismen für DLTs leiden jedoch unter hohen Latenzen von Operationen und enormen Energiekosten. Byzantinisch fehlertolerante (BFT) Einigungsalgorithmen stellen eine potentiell bessere Alternative zu Proof-of-Work dar. Jedoch bringen aktuelle BFT-Protokolle auch Herausforderungen mit…
NEMESIS: Eine neuartige Evaluierungsplattform zur Messung der Belastbarkeit von Byzantinisch fehlertoleranten Systemen unter eingespeisten Stressfaktoren
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Akronym: NEMESIS
Projektleitung: ,
Byzantinisch fehlertolerante (BFT) Einigungsprotokolle bilden heutzutage das Rückgrat von Distributed-Ledger-Technology-Systemen (DLT-Systemen). Eine neue Generation von BFT-Protokollen organisiert Blöcke in einem gerichteten azyklischen Graphen statt in einer linearen Kette und erreicht so deutlich höheren Durchsatz und bessere Skalierbarkeit. Diese Protokolle sichern bereits in produktiven DLTs erhebliche wirtschaftliche Werte ab. Ihre Angriffsfläche und ihre Robustheit unter realistischen Bed…
Kontaktpersonen
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Hilfswissenschaftler
Publikationen
2026
Pangolin: Efficient DAG-based BFT State-Machine Replication with TEE-Accelerated Commitment
2026.
[arXiv] [BibTeX]
Seamless Reconfiguration for DAG-BFT
Erscheint in: Proceedings of the 30th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2026). 2026.
[arXiv] [BibTeX]
Vivisecting the Dissection: On the Role of Trusted Components in BFT Protocols
In: IEEE Transactions on Computers. 2026.
[DOI] [arXiv] [BibTeX]
OptiLog: Assigning Roles in Byzantine Consensus
In: Proceedings of the 21st European Conference on Computer Systems (EuroSys '26). 2026.
[DOI] [BibTeX]
Towards practical DAG-based BFT SMR
In: Talk at the 13th Workshop on Principles and Practice of Consistency for Distributed Data (PaPoC '26). 2026.
[BibTeX]
2025
BFTeam: Towards Practical Intermittent Byzantine Fault Tolerance
In: Poster at the 3rd ACM Europe Summer School on Distributed and Replicated Environments (DARE '25). 2025.
[BibTeX]
Towards a Blockchain-based Data Recorder for Small Drones
In: 2nd Workshop on Resilient Operations – Byzantine Fault Tolerance and State-Machine Replication (ROBUST '25). 2025.
[BibTeX]
Hard Shell, Reliable Core: Improving Resilience in Replicated Systems with Selective Hybridization
In: Proceedings of the 44th International Symposium on Reliable Distributed Systems (SRDS '25). 2025.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
TEE-Assisted Recovery and Upgrades for Long-Running BFT Services
In: Proceedings of the 20th International Conference on Availability, Reliability and Security (ARES '25). 2025.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2024
Probabilistic Byzantine Fault Tolerance
In: Proceedings of the 43rd Symposium on Principles of Distributed Computing (PODC 2024). 2024.
[DOI] [BibTeX]
Memory-Efficient Byzantine Fault-Tolerant Replication for Highly Resource-Constrained Systems
In: 1st Workshop on Resilient Operations – Byzantine Fault Tolerance and State-Machine Replication (ROBUST '24). 2024.
[BibTeX]
TinyBFT: Byzantine Fault-Tolerant Replication for Highly Resource-Constrained Embedded Systems
In: Proceedings of the 30th IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium (RTAS 2024). 2024.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
Tough on the Outside, Reliable on the Inside: Utilizing System Composition for Improved Resilience
In: 1st Workshop on Resilient Operations – Byzantine Fault Tolerance and State-Machine Replication (ROBUST '24). 2024.
[BibTeX]
Targeting Tail Latency in Replicated Systems with Proactive Rejection
In: Proceedings of the 25th Middleware Conference (Middleware '24). 2024.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2023
SoK: Scalability Techniques for BFT Consensus
In: Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Blockchain and Cryptocurrency. 2023.
[DOI] [arXiv] [BibTeX]
Micro Replication
In: Proceedings of the 53rd Annual IEEE/IFIP International Conference on Dependable Systems and Networks (DSN '23). 2023.
[DOI] [BibTeX]
Generic Checkpointing Support for Stream-based State-Machine Replication
In: Proceedings of the 10th Workshop on Principles and Practice of Consistency for Distributed Data (PaPoC '23). 2023.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2022
SplitBFT: Improving Byzantine Fault Tolerance Safety Using Trusted Compartments
In: Middleware 2022 - Proceedings of the 23rd ACM/IFIP International Middleware Conference. 2022.
[DOI] [BibTeX]
EventChain: A Blockchain Framework for Secure, Privacy-Preserving Event Verification
In: 23rd ACM/IFIP International Middleware Conference. 2022.
[DOI] [BibTeX]
ZugChain: Blockchain-Based Juridical Data Recording in Railway Systems
In: Proceedings of the 52nd International Conference on Dependable Systems and Networks. 2022.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2021
Byzantine Fault-Tolerant State-machine Replication from a Systems Perspective
Egalitarian Byzantine Fault Tolerance
In: 2021 IEEE 26th Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing (PRDC). 2021.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
Stream-based State Machine Replication
In: Proceedings of the 17th European Dependable Computing Conference (EDCC '21). 2021.
[DOI] [arXiv] [BibTeX]
2020
Resilient Cloud-based Replication with Low Latency
In: Middleware 2020 - Proceedings of the 2020 21st International Middleware Conference. 2020.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
Low-Latency Geo-Replicated State Machines with Guaranteed Writes
In: Proceedings of the 7th Workshop on Principles and Practice of Consistency for Distributed Data, PaPoC 2020. 2020.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2019
In Search of a Scalable Raft-based Replication Architecture
In: Proceedings of the 6th Workshop on Principles and Practice of Consistency for Distributed Data, PaPoC 2019. 2019.
[DOI] [BibTeX]
Deterministic Fuzzy Checkpoints
In: Proceedings of the 38th International Symposium on Reliable Distributed Systems (SRDS '19). 2019.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2018
Strome: Energy-Aware Data-Stream Processing
In: Proceedings of the 18th International Conference on Distributed Applications and Interoperable Systems (DAIS '18). 2018.
[DOI] [BibTeX]
Latency-Aware Leader Selection for Geo-Replicated Byzantine Fault-Tolerant Systems
In: Proceedings of the 48th International Conference on Dependable Systems and Networks Workshops (DSN-W '18). 2018.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
Scalable Byzantine Fault-tolerant State-Machine Replication on Heterogeneous Servers
Troxy: Transparent Access to Byzantine Fault-Tolerant Systems
In: Proceedings of the 48th International Conference on Dependable Systems and Networks (DSN '18). 2018.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2017
Hybrids on Steroids: SGX-based High Performance BFT
In: Proceedings of the 12th European Conference on Computer Systems (EuroSys '17). 2017.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2016
Resource-efficient Byzantine Fault Tolerance
In: IEEE Transactions on Computers 65(9). 2016.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
SAREK: Optimistic Parallel Ordering in Byzantine Fault Tolerance
In: Proceedings of the 12th European Dependable Computing Conference (EDCC '16). 2016.
[DOI] [BibTeX]
2015
Consensus-Oriented Parallelization: How to Earn Your First Million
In: Proceedings of the 16th Middleware Conference (Middleware '15). 2015.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
Towards Energy-Proportional State-Machine Replication
In: Proceedings of the 14th Workshop on Adaptive and Reflective Middleware (ARM '15). 2015.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2014
Scalable BFT for Multi-Cores: Actor-based Decomposition and Consensus-oriented Parallelization
In: Proceedings of the 10th Workshop on Hot Topics in System Dependability (HotDep '14). 2014.
[PDF] [BibTeX]
2012
CheapBFT: Resource-efficient Byzantine Fault Tolerance
In: Proceedings of the EuroSys 2012 Conference (EuroSys '12). 2012.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
2011
Increasing Performance in Byzantine Fault-Tolerant Systems with On-Demand Replica Consistency
In: Proceedings of the EuroSys 2011 Conference (EuroSys '11). 2011.
[DOI] [PDF] [BibTeX]
SPARE: Replicas on Hold
In: Proceedings of the 18th Network and Distributed System Security Symposium (NDSS '11). 2011.
[PDF] [BibTeX]
2010
State Transfer for Hypervisor-Based Proactive Recovery of Heterogeneous Replicated Services
In: Proceedings of the 5th "Sicherheit, Schutz und Zuverlässigkeit" Conference (SICHERHEIT '10). 2010.
[PDF] [BibTeX]
2009
Functional Decomposition and Interactions in Hybrid Intrusion-tolerant Systems
In: Proceedings of the 3rd Workshop on Middleware-Application Interaction (MAI '09). 2009.
[DOI] [BibTeX]
2008
FOREVER: Fault/intrusiOn REmoVal through Evolution & Recovery
In: Companion '08: Proceedings of the ACM/IFIP/USENIX Middleware '08 Conference Companion. 2008.
[DOI] [BibTeX]
Efficient State Transfer for Hypervisor-Based Proactive Recovery
In: Proceedings of the 2nd Workshop on Recent Advances on Intrusion-Tolerant Systems (WRAITS '08). 2008.
[DOI] [BibTeX]




