二十五、什么是拜占庭将军问题?

2023-08-19 11:18:5904:03 33
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拜占庭位于如今的土耳其的伊斯坦布尔,是东罗马帝国的首都。由于当时拜占庭罗马帝国国土辽阔,为了防御目的,因此每个军队都分隔很远,将军与将军之间只能靠信差传消息。


在战争的时候,拜占庭军队内所有将军和副官必需达成一致的共识,决定是否有赢的机会才去攻打敌人的阵营。但是,在军队内有可能存有叛徒和敌军的间谍,左右将军们的决定又扰乱整体军队的秩序。在进行共识时,结果并不代表大多数人的意见。这时候,在已知有成员谋反的情况下,其余忠诚的将军在不受叛徒的影响下如何达成一致的协议,拜占庭问题就此形成。

 

拜占庭将军问题是一个协议问题,拜占庭帝国军队的将军们必须全体一致的决定是否攻击某一支敌军。问题是这些将军在地理上是分隔开来的,并且将军中存在叛徒。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,如当将军们不希望进攻时促成进攻行动;或者迷惑某些将军,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,只有完全达成一致的努力才能获得胜利。

 

本质上来说,“拜占庭将军问题”即是“如何让众多平等节点针对某一状态达成共识”。它是对现实世界的模型化,其延伸至计算机领域,发展成一种容错理论。在分布式计算中,不同计算机通过通讯交换信息达成共识,并按照同一套协作策略行动。但有时,系统中的部分计算机可能出错,发送错误信息,通讯网络也可能导致信息损坏,致使其他节点接收不到完整的信息。因此,“拜占庭将军问题”成为最难的容错性问题之一。

 

而比特币系统中的PoW共识机制,就完美解决了该问题。在PoW共识机制下,每个人都可以参与治理比特币系统,只要率先解出系统给出的数学题,就能获得相应奖励。这样,对作恶者而言,只有拥有超过51%的算力,才能破坏系统,这大大提高了人们的作恶成本。比特币系统的PoW共识机制促使众多平等节点针对某一状态达成共识,有效解决了“拜占庭将军问题”,使整个系统长期趋于稳定!

 

 

 



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