Византийская отказоустойчивость в блокчейне: более пристальный взгляд

0
(0)

Область криптовалют значительно расширилась за последние пару лет. Рост новых проектов также представляет различные способы решения разработчиками существующих проблем в этой области.

Довольно часто используется термин «механизм консенсуса BFT». BFT расшифровывается как Byzantine Fault Tolerance и представляет собой теоретическую проблему в компьютерных системах, существовавших задолго до Биткойна.

Однако многие протоколы на основе блокчейна занимаются решением проблем, связанных с византийской отказоустойчивостью, и ниже мы более подробно рассмотрим этот вопрос и все, что из этого вытекает.

Объяснение проблемы византийских генералов

Проблема византийских генералов — одна из наиболее активно обсуждаемых теоретических ситуаций всякий раз, когда поднимается тема консенсуса.

Проблема была впервые признана в статье 1982 года под названием «Проблема византийских генералов » Лесли Лэмпорта, Роберта Шостака и Маршалла Пиза. В документе говорится:

Надежная компьютерная система должна быть в состоянии справиться с отказом одного или нескольких ее компонентов. Неисправный компонент может демонстрировать тип поведения, который часто упускают из виду, а именно отправку противоречивой информации в разные части системы. Проблема преодоления такого рода неудач абстрактно выражается как проблема византийских генералов.

Название происходит от аналогии, представленной в статье. В частности, авторы описывают теоретическую ситуацию, когда несколько дивизий византийской армии расположились лагерем за пределами вражеского города. Каждой дивизией командует свой генерал, и все они сидят в разных лагерях. Командирам нужно придумать общий план действий (нападать или отступать), а общаться они могут только сообщениями. Однако некоторые из генералов могут быть предателями и пытаться помешать лояльным генералам прийти к соглашению (консенсусу).

Византийская отказоустойчивость в блокчейне: более пристальный взгляд

Источник: Википедия

Следовательно, генералы должны найти способ гарантировать, что:

  • Все лояльные генералы выбирают один и тот же план действий.
  • Небольшое количество предателей не может заставить лояльных генералов принять плохой план.

Система, способная решить вышеперечисленное, считается обладающей византийской отказоустойчивостью (BFT). Отсюда и алгоритм консенсуса BFT.

По сути, византийская отказоустойчивость — это условие, не позволяющее системе страдать от ненадежных (нелояльных) участников.

Решение проблемы византийского генерала

Чтобы решить проблему византийских генералов и достичь византийской отказоустойчивости (BFT), генералы должны прийти к соглашению большинства относительно их стратегии.

Это достигается различными способами в зависимости от системы и ее потребностей. В контексте блокчейна как доказательство работы, так и доказательство доли способны обеспечить византийскую отказоустойчивость, но подход к ним отличается.

Большинство блокчейнов с доказательством доли могут допустить неисправность до одной трети своих узлов, что дает свободу действий правилу 3f+1 , где F — количество нелояльных узлов, а формула дает количество лояльных узлов, которые система должна обработать. имеют.

Например, в системе с 4 узлами только один из них может быть неисправным, чтобы соответствовать критериям (3f+1).

В феврале 1999 года Мигель Кастро и Барбара Лисков из Лаборатории компьютерных наук Массачусетского технологического института (MIT) опубликовали статью, в которой было представлено решение проблемы с помощью так называемой практической византийской отказоустойчивости.

Как блокчейн решает проблему византийских генералов?

Технология на основе блокчейна предлагает несколько решений проблемы византийских генералов. Различия связаны с назначенным алгоритмом консенсуса и их подходом к BFT, но и Proof-of-Work, и Proof-of-Stake обеспечивают жизнеспособные решения.

Византийская отказоустойчивость в блокчейне: более пристальный взгляд

Как Биткойн решает проблему византийских генералов?

Интересно, что в оригинальном техническом документе Сатоши Накамото не упомянул проблему византийских генералов, но с введением сети Биткойн создатель под псевдонимом фактически решил ее с помощью алгоритма консенсуса Proof-of-Work (PoW).

Чтобы решить эту проблему, Сатоши создал способ использования криптографической защиты, а также шифрования с открытым ключом в цифровой сети. Чтобы предотвратить любое вмешательство в данные, криптографическая защита использует хеширование, а личность пользователя сети проверяется с помощью его открытого ключа.

Транзакции защищены в блоках, которые связаны с другими блоками своим хеш-значением и защищены криптографией. Важно отметить, что блокчейн использует дерево Меркла для проверки хэшей, поступающих из исходного (начального) блока. Каждый блок, исходящий из блока генезиса, действителен. Эти блоки проверяются майнерами, которые решают криптографические головоломки в соревновании за создание блоков в рамках метода консенсуса.

Биткойн установил четкий и окончательно объективный свод правил, которому блокчейн должен следовать, чтобы преодолеть проблему византийских генералов. Член сети должен опубликовать доказательство того, что он выполнил работу, чтобы иметь возможность добавить информацию в блокчейн (следовательно, доказательство работы). Это дорого обходится члену и лишает его стимула делиться ложной информацией, поскольку она будет опровергнута другими государствами-членами.

Все правила ясны и объективны, а это значит, что информация не может быть изменена.

Как Proof-of-Stake решает проблему византийских генералов?

Сети, управляемые алгоритмом консенсуса proof-of-stake, полагаются не на майнинг, а на стейкинг. Чтобы стать сетевым валидатором, пользователь должен сначала застейкать средства в системе. Те, кто владеет большей долей, также могут проверять больше блоков и получать большие вознаграждения. Те, кто пытается подделать информацию, рискуют потерять свою поставленную сумму.

Способы, которыми эти системы решают проблему, различаются. Например, Ethereum 2.0 использует алгоритм Casper. Требуется как минимум две трети большинства узлов, чтобы согласовать конкретный блок, прежде чем его можно будет создать и добавить в сеть.

Существуют различные попытки решения проблемы, основанные на необходимости системы и подходе команды. Например, с делегированным доказательством доли (dPoS) достижение консенсуса происходит значительно быстрее. С другой стороны, некоторые системы реализуют практическую византийскую отказоустойчивость.

The post Византийская отказоустойчивость в блокчейне: более пристальный взгляд first appeared on Новости Криптовалют. Новости Сегодня Криптовалюта, Биткоин, Блокчейн, Майнинг, Биржи, Трейдинг, NFT, DeFi, Курс криптовалют..

How useful was this post?

Click on a star to rate it!

Average rating 0 / 5. Vote count: 0

No votes so far! Be the first to rate this post.

We are sorry that this post was not useful for you!

Let us improve this post!

Tell us how we can improve this post?

Author: Victoria Marsena

Тамара Пушина - редактор и автор статей журнала Financial Magazine, выпускница Финансового университета при Правительстве РФ, окончила Global Executive MBA в испанской бизнес-школе IESE в 2016 году, частный инвестор, криптоэнтузиаст, трейдер, CEO «ShioWap». Контакты: [email protected]