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拜占庭将军问题与区块链
什么是共识机制？“共识机制是区块链的灵魂。”这是业内经常能听到的一句话，共识机制在区块链中的地位可想而知。那么到底什么是共识机制呢？我们不妨从拜占庭将军问题说起。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。
每个分布的节点都像一个独立自主的公民，他们的人生观、价值观、世界观不同，如何可以让他们消除分歧，达成一致？这是一个看似简单，实则复杂的大难题。在现实世界，最难的也达成共识。拜占庭将军的问题 古代有个国家叫做拜占庭，国王统治着很多城邦，国家外围还有很多附属国。
从而向世人证明解决60亿人口的互信问题是有去中心化解决方案地。币圈和链圈的朋友很焦虑的另一个关键问题就是：这个圈子概念太TM多。
品牌型号：华硕灵耀13s； 操作系统：Windows 10； 我们上节课讨论了分布式网络，其中一个关键问题是拜占庭将军问题。区块链，作为分布式网络的典型代表，采用了一系列新技术来解决这个问题，这技术被称为共识机制。 简而言之，共识机制是一种规则，每个节点都必须遵守。
区块链核心算法二：非对称加密技术 在上述拜占庭协定中，如果10个将军中的几个同时发起消息，势必会造成系统的混乱，造成各说各的攻击时间方案，行动难以一致。谁都可以发起进攻的信息，但由谁来发出呢？其实这只要加入一个成本就可以了，即：一段时间内只有一个节点可以传播信息。
比特币和区块链的诞生依赖于许多核心技术的突破，包括拜占庭容错技术、非对称加密技术和点对点支付技术。首先，我们来看拜占庭容错技术。比特币与区块链创建的首要挑战是建立分布式共识机制。这是莱斯利·兰伯特等人在1982年提出的拜占庭将军问题。
以太坊如何解决拜占庭将军问题
综上所述区块链拜占庭问题，以太坊通过交易验证、智能合约管理和共识算法设计等措施，有效地解决区块链拜占庭问题了拜占庭将军问题，确保了节点之间区块链拜占庭问题的一致性。这也为区块链技术的进一步发展提供了有力支撑。
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。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。 而拜占庭问题的可能解决方法为区块链拜占庭问题： 在N≥3F+1的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。而拜占庭问题的可能解决方法为：在N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。
这就必须要解释一下在分布式系统中不得不了解的“拜占庭将军问题”了。 拜占庭将军问题（TheByzantineGeneralsProblem）可以总结为一句话： 在古代，11位忠诚的、不同位置的将军，如何排除叛徒的影响，对进攻或撤退达成一致。
因为中心化是需要一定的更新升级的，升级是需要社区对此有一致的共识，如果不能达成共识。则任何人都可以实施硬分叉，另建一个社区、一条链。这就是共识机制的去中心化过程。
拜占庭将军解决了什么问题
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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）。
6、拜占庭将军问题探讨的是分布式系统中，多个参与节点在无法直接沟通的情况下，如何通过间接通信达成一致行动策略。类比于一组拜占庭将军指挥各自军队围攻一座城市，问题的核心在于如何避免部分军队进攻、部分军队撤退导致的灾难性后果。将计算机系统引入，各个军队对应计算机节点，信使则代表通信系统。
共识机制(一)拜占庭容错系统
1、DBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）授权拜占庭容错算法 - 基本介绍：基于PBFT，存在专业记账的“超级节点”和不参与记账的普通用户。
2、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。
3、Tendermint 属于拜占庭容错算法，它针对传统的 PBFT 算法做了优化，只需要有两轮投票即可达成共识，目前 Tendermint 算法主要应用在区块链系统中，这篇文章就从原理上来介绍 Tendermint 的共识机制。 关于Tendermint 算法的完整描述在 这里 。
4、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。
5、当拜占庭失效发生时，系统可能会做出任何不可预料的反应！ 以太坊以前那个拜占庭硬分叉，为什么叫拜占庭？笔者认为该阶段旨在用技术算法解决历史上的难题，以便区块链网络在受到干扰的情况下依然能够达成共识。人家说艺术来源于生活，那么这一灵感来源于真实历史事件，读史使人明智。
6、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。
区块链技术6:拜占庭将军问题
1、区块链是一种分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。利用区块链构造基于互联网的去中心化账本，首要问题是如何实现不同节点上的账本数据的一致性和正确性，即如何达成共识。在20世纪80年代出现的分布式系统共识算法，是区块链共识算法的基础。
2、由此，在一个分布式的系统中，尽管有坏人，坏人可以做任意事情（不受protocol限制），比如不响应、发送错误信息、对不同节点发送不同决定、不同错误节点联合起来干坏事等等。
3、区块链技术涉及的关键点包括：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集体维护（Collectivelymaintain）、可靠数据库（ReliableDatabase）、时间戳（Timestamp）、非对称加密（AsymmetricCryptography）等。
4、比特币和区块链的诞生需要依赖于很多核心技术的突破：一是拜占庭容错技术；二是非对称加密技术；三是点对点支付技术。所谓拜占庭将军问题是指，把战争中互不信任的各城邦军队如何达成共识并决定是否出兵的决策过程。
5、拜占庭将军问题（Byzantine failures）又称两军问题，是由莱斯利·兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。因此对一致性的研究一般假设信道是可靠的，或不存在本问题。
6、传统的方法如口头协定和书面协定都有局限性，口头协定难以追踪来源，书面协定依赖于中心化权威。区块链技术的出现，通过非对称加密和工作量证明（PoW）算法，解决了这些问题，实现了去中心化的信任网络，确保了消息的不可篡改和来源的可追溯。
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