區塊鏈拜占庭將軍問題圖解

1. 如何理解拜占庭將軍問題

拜占庭將軍問題（以下簡稱「共識問題」）的正式表述是：如何在一個不基於信任的分布式網路中就信息達成共識？這個表述聽起來有些晦澀，但其本質並不復雜，下面的例子與共識問題雖然並不完全一致，但卻有助於我們的理解[9]。 想像一下在遙遠的拜占庭時代，有一個富饒的城邦，金銀珠寶綾羅綢緞應有盡有，它的領主哆啦A夢獨享著這一切奢華與榮耀。而在城邦的外圍，四位拜占庭將軍大雄、胖虎、小夫和靜香都覬覦著哆啦A夢的財富，於是他們決定聯手攻佔哆啦A夢的城邦。根據雙方的實力對比，必須有超過半數的將軍同時發起進攻方能克敵制勝，因此獲勝條件就是四人中至少三個人可以就進攻時間達成一致。那麼四位將軍的勝算有多少呢？ 這個問題的答案就要取決於四個人的合作方式了，如果是集中式系統，有一個盟主，比如胖虎（相當於中央伺服器），那麼他們的勝利是毫無懸念的，因為就進攻時間達成一致非常簡單，只要胖虎召集大雄、小夫和靜香開個會討論一下就可以了，即使大家意見有分歧胖虎也可以在最後予以定奪。下面讓我們回到拜占庭將軍問題的假設里，在不基於信任的分布式網路中，四位將軍的勝算又如何呢？ ? 首先由於四位將軍之間缺乏信任，因此聚到小黑屋裡開個密謀會的可能性被排除了（一旦在小黑屋裡被胖虎綁架了怎麼辦？）；其次由於沒有盟主，四個人的意見都會被同等的看重。在這種情況下，四位將軍只能通過信使在各自營地之間傳遞消息，來商定進攻時間了。比如大雄覺得早上6點是發動進攻的好時機，他就會派信使將自己的意見告訴胖虎、小夫和靜香，與此同時，胖虎可能認為晚上9點發動突襲更好，小夫更喜歡下午3點出擊，而靜香希望是上午10點，他們三人也會在同一時間派出自己的信使。這樣一來，在第一輪通信結束後，四位將軍每個人都有了四個可供選擇的進攻時間，他們各自要在下一輪通信中把自己選定的時間告知另外三人。由於四個人的決策都是獨立做出的，因此最終的選擇結果就有256種可能，而只有當三人以上都恰好選擇了同一時間的時候，共識才被達成，而這樣的結果才64種，也就是說達成共識的概率僅為1/4。這還只是四位將軍的情況，如果將軍的人數是10人，100人，1000人呢？我們稍加計算就可以發現隨著人數的增加，達成共識的希望會變得越來越渺茫。 把上面例子中的將軍換成計算機網路中的節點，把信使換成節點之間的通信，把進攻時間換成需要達成共識的信息，你就可以理解共識問題所描述的困境了。達成共識的能力對於一個支付系統來說重要性不言而喻，如果你給家裡匯了一筆錢買車，第二天去銀行核實的時候櫃台告訴你「關於你匯了多少錢的問題，我們的系統里有三個版本的記錄」，這樣的銀行你顯然是不敢把錢存進去的。在比特幣出現之前共識問題是很難被完美解決的，要保證達成共識就需要採用集中式系統（除非節點滿足特定條件），要想去中心化共識就無法保證。那麼區塊鏈技術又是如何解決這一難題的呢？

2. 區塊鏈技術，是將顛覆未來還是曇花一現

一種特殊的資料庫技術，它基於密碼學中的橢圓曲線數字簽名演算法來實現去中心化的P2P系統設計。但區塊鏈的作用不僅僅局限在比特幣上。現在，人們在使用「區塊鏈」這個詞時，有的時候是指數據結構，有時是指資料庫，有時則是指資料庫技術，但無論是哪種含義，都和比特幣沒有必然的聯系。

從數據的角度來看：區塊鏈是一種分布式資料庫，這里的「分布式」不僅體現為數據的分布式存儲，也體現為數據的分布式記錄（即由系統參與者來集體維護）。簡單的說，區塊鏈能實現全球數據信息的分布式記錄（可以由系統參與者集體記錄，而非由一個中心化的機構集中記錄）與分布式存儲（可以存儲在所有參與記錄數據的節點中，而非集中存儲於中心化的機構節點中）。

從效果的角度來看：區塊鏈可以生成一套記錄時間先後的、不可篡改的、可信任的資料庫，這套資料庫是去中心化存儲且數據安全能夠得到有效保證的。

區塊鏈技術的工作原理

如今的區塊鏈技術概括起來是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠資料庫的技術。其實，區塊鏈技術並不是一種單一的、全新的技術，而是多種現有技術（如加密演算法、P2P文件傳輸等）整合的結果，這些技術與資料庫巧妙地組合在一起，形成了一種新的數據記錄、傳遞、存儲與呈現的方式。簡單的說，區塊鏈技術就是一種大家共同參與記錄信息、存儲信息的技術。過去，人們將數據記錄、存儲的工作交給中心化的機構來完成，而區塊鏈技術則讓系統中的每一個人都可以參與數據的記錄、存儲。區塊鏈技術在沒有中央控制點的分布式對等網路下，使用分布式集體運作的方法，構建了一個P2P的自組織網路。通過復雜的校驗機制，區塊鏈資料庫能夠保持完整性、連續性和一致性，即使部分參與人作假也無法改變區塊鏈的完整性，更無法篡改區塊鏈中的數據。

區塊鏈技術原理的來源可歸納為一個數學問題：拜占庭將軍問題。拜占庭將軍問題延伸到互聯網生活中來，其內涵可概括為：在互聯網大背景下，當需要與不熟悉的對手方進行價值交換活動時，人們如何才能防止不會被其中的惡意破壞者欺騙、迷惑從而做出錯誤的決策。進一步將拜占庭將軍問題延伸到技術領域中來，其內涵可概括為：在缺少可信任的中央節點和可信任的通道的情況下，分布在網路中的各個節點應如何達成共識。區塊鏈技術解決了聞名已久的拜占庭將軍問題——它提供了一種無需信任單個節點、還能創建共識網路的方法。

區塊鏈技術應用

區塊鏈技術讓三個領域交叉重疊：
1，貨幣：發行機制，分配機制，調節機制
2，合約：股權，互助保險 ，權利登記和轉讓，智能合約等
3，治理：身份認證，健康管理，公證，司法仲裁，去中心化自治組織，投票等

區塊鏈猶如一台「創造信任的機器」，布比區塊鏈要做的是一項新的技術和產品——實現真正的價值流通，使得互聯網到達一個新的高度。

談及區塊鏈技術，便不得不提比特幣。很多人都知道，電子貨幣比特幣並不依靠特定的貨幣機構發行，而是通過特定演算法的大量計算產生。事實上，真正支持比特幣的核心便是區塊鏈技術。

看不見、摸不著的比特幣如何通過區塊鏈技術運作？業界流傳的解讀是：可以把區塊鏈看成是通過「去中心化」「去信任」的方式，集體維護可靠資料庫的技術方案。通俗來說，該技術可被理解為全體參與記賬的技術，過去人們使用一台台中心化的伺服器記賬，而在區塊鏈技術系統中，每個人都可以參與記賬，並共同認定記錄的真偽。

「通過這項技術，即使沒有中立的第三方機構，互不信任的雙方也能實現合作。簡而言之，區塊鏈類似一台『創造信任的機器』。「區塊鏈技術在大數據時代有著廣泛的應用。」目前除了互聯網金融領域，區塊鏈技術已在多個領域展開應用，並展現出了大好前景。

另外，區塊鏈技術在法律方面也具有重要意義。尤其在涉及資產領域，無論是房產、汽車等實物資產，還是健康、名譽等無形資產，都能利用該技術完成登記、交易、追蹤。可以這樣說，任何缺乏信任的生產生活領域，區塊鏈技術都將有用武之地。」

區塊鏈技術 概念股

建議關注具備區塊鏈技術和應用的IT 廠商。我們認為區塊鏈更像是一種機制或技術方案，未來能把這種機制結合到不同場景推廣應用的廠商有望獲得顛覆式的成功，區塊鏈技術可保證數據結構不被篡改和偽造，在金融支付領域應用前景廣闊。布比區塊鏈已圍繞數字貨幣成立專門工作團隊，很早就關注數字貨幣的發展趨勢，圍繞數字貨幣的行業發展需求，已成立專門團隊開展相關工作，包括區塊鏈技術的研究。

3. 如何理解拜占庭將軍問題

關於拜占庭將軍問題，一個簡易的非正式描述如下：
拜占庭帝國想要進攻一個強大的敵人，為此派出了10支軍隊去包圍這個敵人。
這個敵人雖不比拜占庭帝國，但也足以抵禦5支常規拜占庭軍隊的同時襲擊。
基於一些原因，這10支軍隊不能集合在一起單點突破，必須在分開的包圍狀態下同時攻擊。
他們任一支軍隊單獨進攻都毫無勝算，除非有至少6支軍隊同時襲擊才能攻下敵國。
他們分散在敵國的四周，依靠通信兵相互通信來協商進攻意向及進攻時間。
困擾這些將軍的問題是，他們不確定他們中是否有叛徒，叛徒可能擅自變更進攻意向或者進攻時間。
在這種狀態下，拜占庭將軍們能否找到一種分布式的協議來讓他們能夠遠程協商，從而贏取戰斗 。
這就是著名的拜占庭將軍問題。
應該明確的是，拜占庭將軍問題中並不去考慮通信兵是否會被截獲或無法傳達信息等問題，即消息傳遞的信道絕無問。
Lamport已經證明了在消息可能丟失的不可靠信道上試通過消息傳遞的方式達到一致性是不可能的。
所以，在研究拜占庭將軍問題的時候，已經假定了信道是沒有問題的，並在這個前提下，去做一致性和容錯性相關研究。

4. 這是一個用甲乙丙丁表示的共識問題，不存在拜占庭將軍問題

A: Test...

5. 數字貨幣雙花 拜占庭將軍是什麼意思

拜占庭將軍問題在我看來是提出了一個錯誤模型。即錯誤節點可以做任意事情（不受protocol限制），比如不響應、發送錯誤信息、對不同節點發送不同決定、不同錯誤節點聯合起來干壞事等等。總之就是說，沒有節點會出現比這更嚴重的錯誤。

很顯然，拜占庭錯誤是overly pessimistic的模型，因為這種錯誤實際環境中比較少見。那麼為什麼要研究這個模型呢看其中最簡單的一個原因是，如果某個一致性演算法能夠保證在系統出現f個拜占庭錯誤時保持系統一致，那麼這個演算法也就能夠保證在出現f個任意其他錯誤的時候也保持系統一致。

錯誤模型有上限，肯定也就有一個下限（overly optimistic，沒有比它還要弱的模型）。這個下限就是『fail-stop』模型。這個模型的假設是：當一個節點出錯，這個節點會停止運行，並且其他所有節點都知道這個節點發生了錯誤。用同樣的邏輯，如果某個一致性演算法不能保證在系統出現f個錯誤的時候保持一致，那麼這個演算法也就沒法處理其他f個任意其他問題。

應用這些錯誤模型，可以對不同演算法進行比較，也可以對具體演算法的cost進行討論。

6. 區塊鏈共識機制，拜占庭將軍問題是什麼

POW完全依靠用經濟激勵的方式來大量增加記賬參與者， 從而稀釋作惡節點的比例， 或者說大幅增加作惡的成本， 做假賬者需要控制或者賄賂更多的節點。這是一種簡單粗暴的共識機制， 在演算法上沒有優化過，但是又非常可行， 現在體量最大的兩條區塊鏈， 比特幣和以太坊都是用POW挖礦的方式。
POW雖然不是最優，但是現在最最切實可行的共識演算法。例如比特幣、萊特幣、DECENT都是採用的POW證明機制。

7. 拜占庭將軍問題的起源

拜占庭位於如今的土耳其的伊斯坦布爾，是東羅馬帝國的首都。由於當時拜占庭羅馬帝國國土遼闊，為了防禦目的，因此每個軍隊都分隔很遠，將軍與將軍之間只能靠信差傳消息。 在戰爭的時候，拜占庭軍隊內所有將軍和副官必需達成一致的共識，決定是否有贏的機會才去攻打敵人的陣營。但是，在軍隊內有可能存有叛徒和敵軍的間諜，左右將軍們的決定又擾亂整體軍隊的秩序。在進行共識時，結果並不代表大多數人的意見。這時候，在已知有成員謀反的情況下，其餘忠誠的將軍在不受叛徒的影響下如何達成一致的協議，拜占庭問題就此形成。

8. 公證區塊鏈是什麼

區塊鏈技術原理的來源可歸納為一個數學問題：拜占庭將軍問題。拜占庭將軍問題延伸到互聯網生活中來，其內涵可概括為：在互聯網大背景下，當需要與不熟悉的對手方進行價值交換活動時，人們如何才能防止不會被其中的惡意破壞者欺騙、迷惑從而做出錯誤的決策。進一步將拜占庭將軍問題延伸到技術領域中來，其內涵可概括為：在缺少可信任的中央節點和可信任的通道的情況下，分布在網路中的各個節點應如何達成共識。區塊鏈技術解決了聞名已久的拜占庭將軍問題——它提供了一種無需信任單個節點、還能創建共識網路的方法。

9. 理論上區塊鏈怎麼解決拜占庭將軍問題

拜占庭將軍問題（以下簡稱「共識問題」）的正式表述是：如何在一個不基於信任的分布式網路中就信息達成共識？這個表述聽起來有些晦澀，但其本質並不復雜，下面的例子與共識問題雖然並不完全一致，但卻有助於我們的理解[9]。

想像一下在遙遠的拜占庭時代，有一個富饒的城邦，金銀珠寶綾羅綢緞應有盡有，它的領主哆啦A夢獨享著這一切奢華與榮耀。而在城邦的外圍，四位拜占庭將軍大雄、胖虎、小夫和靜香都覬覦著哆啦A夢的財富，於是他們決定聯手攻佔哆啦A夢的城邦。根據雙方的實力對比，必須有超過半數的將軍同時發起進攻方能克敵制勝，因此獲勝條件就是四人中至少三個人可以就進攻時間達成一致。那麼四位將軍的勝算有多少呢？

這個問題的答案就要取決於四個人的合作方式了，如果是集中式系統，有一個盟主，比如胖虎（相當於中央伺服器），那麼他們的勝利是毫無懸念的，因為就進攻時間達成一致非常簡單，只要胖虎召集大雄、小夫和靜香開個會討論一下就可以了，即使大家意見有分歧胖虎也可以在最後予以定奪。下面讓我們回到拜占庭將軍問題的假設里，在不基於信任的分布式網路中，四位將軍的勝算又如何呢？

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首先由於四位將軍之間缺乏信任，因此聚到小黑屋裡開個密謀會的可能性被排除了（一旦在小黑屋裡被胖虎綁架了怎麼辦？）；其次由於沒有盟主，四個人的意見都會被同等的看重。在這種情況下，四位將軍只能通過信使在各自營地之間傳遞消息，來商定進攻時間了。比如大雄覺得早上6點是發動進攻的好時機，他就會派信使將自己的意見告訴胖虎、小夫和靜香，與此同時，胖虎可能認為晚上9點發動突襲更好，小夫更喜歡下午3點出擊，而靜香希望是上午10點，他們三人也會在同一時間派出自己的信使。這樣一來，在第一輪通信結束後，四位將軍每個人都有了四個可供選擇的進攻時間，他們各自要在下一輪通信中把自己選定的時間告知另外三人。由於四個人的決策都是獨立做出的，因此最終的選擇結果就有256種可能，而只有當三人以上都恰好選擇了同一時間的時候，共識才被達成，而這樣的結果才64種，也就是說達成共識的概率僅為1/4。這還只是四位將軍的情況，如果將軍的人數是10人，100人，1000人呢？我們稍加計算就可以發現隨著人數的增加，達成共識的希望會變得越來越渺茫。

把上面例子中的將軍換成計算機網路中的節點，把信使換成節點之間的通信，把進攻時間換成需要達成共識的信息，你就可以理解共識問題所描述的困境了。達成共識的能力對於一個支付系統來說重要性不言而喻，如果你給家裡匯了一筆錢買車，第二天去銀行核實的時候櫃台告訴你「關於你匯了多少錢的問題，我們的系統里有三個版本的記錄」，這樣的銀行你顯然是不敢把錢存進去的。在比特幣出現之前共識問題是很難被完美解決的，要保證達成共識就需要採用集中式系統（除非節點滿足特定條件），要想去中心化共識就無法保證。那麼區塊鏈技術又是如何解決這一難題的呢？（關注公眾號weoption，回復「區塊鏈」，可查看全文。）