Bizans Hata Toleransı (BFT).

Византийская отказоустойчивость (BFT) — это концепция, которая позволяет достичь консенсуса даже в распределенных системах, где отправляемые данные могут не полностью и точно достигать получателя или могут столкнуться с враждебными атаками.

Византийская отказоустойчивость — это концепция, разработанная Лесли Лэмпортом, Робертом Шостаком и Маршаллом Пизом для решения «проблемы византийских генералов», описанной в статье, опубликованной в 1982 году, и минимизации потенциального ущерба.

В чем проблема византийских генералов?

Задача византийских генералов — логическая дилемма, введенная в 1982 году. Эта дилемма иллюстрирует коммуникативные трудности, с которыми столкнулась группа византийских генералов, когда они пытались достичь консенсуса в отношении своего следующего шага скоординированным образом.

Базовый сценарий задачи основан на предположении, что у каждого генерала есть своя армия и она размещена в разных точках города, который они планируют атаковать. Главное, чтобы генералы согласились и скоординировано реализовали совместное решение. Однако проблемы со связью, такие как задержка, повреждение или потеря сообщений, затрудняют успешное информирование об этом решении других генералов.


Кроме того, помимо проблем со связью, один или несколько генералов могут действовать злонамеренно и отправлять поддельные сообщения, чтобы ввести в заблуждение других генералов. Такое поведение может привести к сбою системы.

Рассматривая проблему византийских генералов в контексте технологии блокчейн, каждый генерал представляет собой узел, и важно, чтобы участники системы достигли консенсуса. Однако во избежание полного провала большинство должно согласиться на одно и то же действие и осуществить его.

В этих распределенных системах обычно требуется, чтобы по крайней мере две трети узлов были честными и заслуживающими доверия. Если большая часть сети действует злонамеренно, система становится уязвимой для сбоев и атак, что влечет за собой такие опасности, как атака 51%.

Что такое византийская отказоустойчивость (BFT)?

Византийская отказоустойчивость (BFT) — это концепция, разработанная для решения «проблемы византийских генералов» или минимизации потенциального ущерба. Этот подход предназначен для обеспечения надежной работы узлов в распределенной системе и получения точных результатов. BFT поддерживает консенсус в системе, сводя к минимуму последствия ошибок и враждебного поведения при общении между узлами.

Проблема византийских полководцев предстает как комплексная проблема, решение которой включает более одного возможного сценария. Поэтому существуют разные подходы и решения для византийской отказоустойчивости (BFT). Точно так же существуют различные методы и алгоритмы консенсуса для блокчейна для достижения BFT.

Некоторые алгоритмы консенсуса требуют, чтобы все участники сети достигли полного согласия, в то время как другие считают достаточным согласие большинства. Эти алгоритмы также могут быть разработаны как децентрализованные или основанные на центральной власти. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки, и важно выбрать наиболее подходящий алгоритм, исходя из требований проекта.

Алгоритмы консенсуса:
- Доказательство работы (PoW): PoW — один из самых популярных и старых алгоритмов консенсуса. Этот алгоритм, который используется в криптовалютах, таких как биткойн, основан на том, что майнеры создают блоки, решая математические задачи. Решенная проблема гарантирует, что блок считается действительным. Однако PoW критикуют за высокое энергопотребление.
- Proof of Stake (PoS): PoS — это алгоритм консенсуса, который появился как альтернатива PoW. Здесь участники, которые создадут блок, получают право создать блок, заблокировав определенное количество криптовалют в блокчейне на определенный период времени. PoS выделяется своей энергоэффективностью и экологичностью.
- Практическая византийская отказоустойчивость (pBFT): pBFT — это алгоритм консенсуса, особенно подходящий для консорциумов, члены которых частично доверяют. Алгоритм предназначен для работы в асинхронных системах. Он оптимизирован для обеспечения высокой производительности и быстрого времени выполнения. Фактически все узлы в модели pBFT являются конвейерными. Один из них является главным узлом (лидером), остальные называются резервными узлами. Все узлы в системе взаимодействуют друг с другом. Цель всех честных узлов — согласовать состояние системы на основе мнения большинства. Важно не только доказать, что сообщения пришли от конкретного однорангового узла, но и убедиться, что сообщение не изменилось во время передачи.

Это примеры некоторых алгоритмов консенсуса, и в зависимости от потребностей проекта могут быть предпочтительны более конкретные алгоритмы. Алгоритмы консенсуса играют решающую роль в обеспечении надежности и эффективности распределенных систем, и постоянное развитие и совершенствование этих алгоритмов повысит производительность будущих распределенных систем.