拜占庭將軍問題和比特幣之間有關(guān)系嗎

拜占庭將軍問題是學(xué)習(xí)比特幣技術(shù)一個(gè)繞不開的話題。下次聽別人談起拜占庭，你也可以過(guò)去侃兩句啦。

什么是拜占庭將軍問題？

拜占庭將軍問題（Byzantine failures），是由計(jì)算機(jī)科學(xué)史上的傳奇人物萊斯利·蘭伯特提出的。主要針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中的基本問題——分布式系統(tǒng)一致性問題。

是不是有種不明覺厲的感覺？完全聽不懂??！

別著急，繼續(xù)往下看唄。

蘭伯特說(shuō)：故事讓問題變得受歡迎。所以，拜占庭將軍問題，是蘭伯特在研究分布式系統(tǒng)容錯(cuò)性時(shí)，編的一個(gè)故事：

拜占庭帝國(guó)想要進(jìn)攻一個(gè)無(wú)比強(qiáng)大的敵人，派出了10支軍隊(duì)去包圍這個(gè)敵人。由于這樣那樣的原因，這10支軍隊(duì)不能集合在一起進(jìn)攻，必須分開駐扎，然后同時(shí)發(fā)起攻擊。

而這個(gè)敵人十分的強(qiáng)大，可以同時(shí)抵抗5支拜占庭軍隊(duì)的襲擊。拜占庭軍隊(duì)里的任何一支，想要單獨(dú)進(jìn)攻的話，都毫無(wú)勝算。除非至少超過(guò)一半（即6支及以上的軍隊(duì)）同時(shí)進(jìn)攻，才能打敗敵人。軍隊(duì)分散在敵人的四周，依靠通信兵來(lái)相互傳遞消息：商量“要不要進(jìn)攻”和“什么時(shí)候進(jìn)攻”。

（因?yàn)榇嬖谙G失的不可靠信道上，試圖通過(guò)消息傳遞來(lái)達(dá)到一致性，是不可能的。所以，在研究拜占庭將軍問題的時(shí)候，我們已經(jīng)假定了信道是沒有問題的。即所有的通信兵是靠譜的，沒有叛徒。）

那么問題來(lái)了，如果將軍里有叛徒，那么這個(gè)叛徒將軍可能發(fā)送錯(cuò)誤消息。比如：告訴其中4只軍隊(duì)要進(jìn)攻，然后告訴另外5只軍隊(duì)不進(jìn)攻，然后只有4只軍隊(duì)同時(shí)進(jìn)攻，吃了敗仗。剩下5只軍隊(duì)，也無(wú)法戰(zhàn)勝這個(gè)強(qiáng)大的敵人。最后拜占庭軍隊(duì)?wèi)?zhàn)敗。叛徒真的面黑心黑。

在這種狀態(tài)下，拜占庭將軍們，能不能找到一種分布式的協(xié)議，讓他們能夠遠(yuǎn)程協(xié)商，保證多于6支軍隊(duì)在同時(shí)發(fā)起進(jìn)攻？從而打贏這場(chǎng)仗？

計(jì)算機(jī)科學(xué)中，有類似的問題，比如安全漏洞。

系統(tǒng)中的不同節(jié)點(diǎn)，會(huì)對(duì)觀察者提供不同的信號(hào)。在不知道這些信息是否損壞的情況下，如何交換信息？

比特幣和拜占庭將軍問題有什么關(guān)系？

比特幣解決了網(wǎng)絡(luò)中存在的拜占庭將軍問題。

比特幣解決了分布式系統(tǒng)信息不一致的問題。

眾所周知，比特幣是一個(gè)分散網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)個(gè)礦工，就像包圍敵人的拜占庭將軍們。

而礦工記錄的區(qū)塊信息是否真實(shí)？會(huì)不會(huì)造假人？如何判斷？

作惡的礦工造假賬，就像混進(jìn)了軍隊(duì)里的的叛徒。他們會(huì)跟其他節(jié)點(diǎn)說(shuō)，他們的假信息是真的，他們記的假賬也是真的。叛徒混了進(jìn)來(lái)，會(huì)破壞整個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)性和有效性。

大神中本聰解決了這個(gè)問題。

首先，大神在設(shè)計(jì)比特幣時(shí)，采用了工作量證明機(jī)制（PoW）。礦工需要找到一個(gè)正確的隨機(jī)數(shù)，才能記賬。而隨機(jī)數(shù)是大家認(rèn)可的數(shù)學(xué)邏輯，隨機(jī)嘛，誰(shuí)都控制不了。這樣，所有的礦工（將軍）達(dá)成共識(shí)，投身于轟轟烈烈的挖礦事業(yè)中。

其次，造假成本高，真實(shí)有獎(jiǎng)勵(lì)。礦工挖礦，要耗費(fèi)越來(lái)越多的時(shí)間、電力、資源，造假成本太高。而新幣獎(jiǎng)勵(lì)，也激勵(lì)著礦工真實(shí)記賬。

第三，每個(gè)節(jié)點(diǎn)（將軍）手里，都有一份實(shí)時(shí)與其他節(jié)點(diǎn)同步的賬本，而且賬本有時(shí)間戳加持，有簽名驗(yàn)證身份，如果誰(shuí)造假，可以非常清楚何人何時(shí)造假。

最后，當(dāng)意見不一致，只要大多數(shù)人（超過(guò)50%）的人同意，少數(shù)服從多數(shù)，在分散式網(wǎng)絡(luò)中共識(shí)達(dá)成。只要好節(jié)點(diǎn)是大多數(shù)，整個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)的記賬就是真實(shí)的。

來(lái)源： 區(qū)塊鏈研習(xí)社