区块链拜占庭问题（拜登区块链）

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本文目录一览：

• 1、拜占庭将军解决了什么问题
• 2、区块链的拜占庭容错(BFT)是什么意思?拜占庭容错有哪些优缺点?_百度...
• 3、共识机制(一)拜占庭容错系统
• 4、区块链拜占庭是什么(区块链怎么解决拜占庭将军问题)

拜占庭将军解决了什么问题

拜占庭将军问题，最初由Lesile Lamport在1982年提出，旨在探讨分布式节点在信息传输过程中的数据一致性问题，即如何在不可靠的通信网络中达成共识。随着互联网的普及与计算机科学的发展，这一问题得到了广泛关注。分布式系统中，个体间可能存在信任缺失，但为了共同目标，他们必须协作。

在点对点、分布式的区块链中，常常用拜占庭问题来比喻节点如何达成共识的问题。将军即对应着一个个节点，达成统一作战方案即达成共识，正确的打包与验证区块数据，防止恶意节点（叛徒将军）破坏区块链的运行。顾名思义，就是能够解决拜占庭问题，使各个节点达成共识，解决共识问题的各种机制也被称为共识算法。

问题实质是寻找一个方法，使得将军们能够在有叛徒的非信任环境中建立一致的战斗计划。条件定义是，一群将军想要实现某一个目标（一致进攻或者一致撤退），但是单独行动行不通，必须合作，达成共识；由于叛徒的存在，将军们不知道应该如何达到一致。

即是每个将军都可以无误地将自己的消息发送给其他每个将军。（下一节中可以不需要这个必要条件）我们定义口头消息算法OM（m） 。对于所有的非负整数m ，每个发令者通过OM（M） 算法发送命令给n-1 个副官。下面将说明OM（m） 算法在最多有m 个背叛者且总将军数为3m+1 或者更多的情况下可以解决拜占庭将军问题。

令 指由将军 签名的命令值 ， 指命令指 由将军 签名后再由将军 签名。令将军 为司令官，每个副官 维护一个命令集 ，包含他收到的被正确签名的命令值。（如果司令官是忠诚的，这个值集的元素不会超过一个）。

区块链的拜占庭容错(BFT)是什么意思?拜占庭容错有哪些优缺点?_百度...

拜占庭容错（BFT）是区块链共识机制中一个关键概念，解决分布式系统中节点间如何达成一致问题，尤其在面对部分节点故障或恶意行为时。本文将探讨BFT的基本原理、优点与缺点。拜占庭将军问题描述了在一个分散网络中，如何在不确定部分节点行为的情况下实现系统共识。

在点对点、分布式的区块链中，常常用拜占庭问题来比喻节点如何达成共识的问题。将军即对应着一个个节点，达成统一作战方案即达成共识，正确的打包与验证区块数据，防止恶意节点（叛徒将军）破坏区块链的运行。 顾名思义，就是能够解决拜占庭问题，使各个节点达成共识，解决共识问题的各种机制也被称为共识算法。

在区块链共识算法中，拜占庭容错（BFT）算法是一种独特且重要的解决方案，它源自拜占庭将军问题。这个问题的核心在于，如何在存在叛徒的情况下，确保忠诚节点能达成一致的决策，类似于分布式系统中的正常服务器和故障或恶意节点。

BFT（Byzantine Fault Tolerance）， 即拜占庭容错是拜占庭将军问题在现实世界的模型化，由于硬件错误，网络问题以及恶意攻击等原因，分布式计算系统的计算机和网络可能会出现不可预料的行为。拜占庭容错技术被设计用来处理现实存在的异常行为，并满足所要解决的问题的规范要求。

PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）算法，全名为实用拜占庭容错算法，由Miguel Castro和Barbara Liskov在1999年提出，旨在解决开放区块链系统中作恶节点的问题。

在 n ≥ 3m + 1 的情况下，一致性是可能解决的。实用拜占庭容错系统能够容纳将近1/3的拜占庭节点。在区块链应用中，实用拜占庭容错系统适合于对强一致性有要求的私有链和联盟链场景。在IBM主导的区块链超级账本项目中，实用拜占庭容错系统是一个可选的共识协议。

共识机制(一)拜占庭容错系统

Tendermint 是一个用于构建区块链系统的高性能、高容错性共识算法。它基于状态机模型运作，每个区块的生成都遵循特定的协议流程。在理解Tendermint的运作机制之前，有必要对相关的术语进行解析。链上的区块通过round状态协议的运行决定下一个区块。

DAG（有向无环图）新型技术，无需矿工验证交易，但可能在数据一致性和安全性上存在问题。PBFT（实用拜占庭容错）在异步网络环境下保证安全性和可用性，但可能在分布式系统中实现复杂。PoA（权威证明）通过权威节点验证身份，能在去中心化和效率之间找到平衡，但信任中心化问题。

今天就介绍一下我对各种共识机制的看法和分析，分布式系统中有无作恶节点分为拜占庭容错和非拜占庭容错机制。 FLP定理即FLP不可能性，它证明了在分布式情景下，无论任何算法，即使是只有一个进程挂掉，对于其他非失败进程，都存在着无法达成一致的可能。

在区块链系统中，存在很多这样的筛选方案，如在公有链中的POW、Pos、DPOS等，而在不需要货币体系的许可链或私有链中，绝对信任的节点、高效的需求是公有链共识算法不能提供的，对于这样的区块链，传统的一致性共识算法成为首选，如PBFT、PAXOS、RAFT等。

类比将军问题，比特币系统中，节点需要通过计算复杂度较高的数学问题来竞争成为下一个区块的创建者。第一个解决问题的节点将获得区块奖励和交易手续费作为回报。这种机制确保了网络中节点的一致行动，有效防止了恶意节点对系统的一致性攻击。

区块链拜占庭是什么(区块链怎么解决拜占庭将军问题)

对区块链有认识的读者们可以看出来，拜占庭将军问题其实是一个协议问题：由于叛徒可以任意行动以达到以下目标：欺骗某些将军采取进攻行动；促成一个不是所有将军都同意的决定；或迷惑某些将军，使他们无法做出决定。如果叛徒达到了这些目的之一，则任何攻击行动的结果都是注定要失败的。

区块链网络中的节点就像拜占庭将军问题中的将军，每个节点都有自己的公私钥对，通过数字签名验证信息的来源和真实性。在区块链中，信息的传播和处理通过工作量证明（PoW）算法实现，这个算法增加了节点发送信息的成本，确保只有诚实的节点能够成功打包区块，并将其广播到网络中。

拜占庭将军问题起源于拜占庭帝国，将军们需要在信息不完整和存在背叛风险的情况下达成共识。 该问题由兰伯特在1982年提出，其解决方案涉及到如何在不可靠的通信环境中确保所有将军的一致决策，即使存在叛徒。 兰伯特提出了口头协议和书面协议的早期解决方案，强调了正确性和一致性的重要性。

总的来说，区块链技术巧妙地解决了拜占庭将军问题，展示了在分布式系统中达成共识的强大能力，为未来的信任网络奠定了基础。这个过程虽有挑战，但通过技术创新，我们找到了一个接近完美的解决方案。