区块链拜占庭将军问题图解

1. 如何理解拜占庭将军问题

拜占庭将军问题（以下简称“共识问题”）的正式表述是：如何在一个不基于信任的分布式网络中就信息达成共识？这个表述听起来有些晦涩，但其本质并不复杂，下面的例子与共识问题虽然并不完全一致，但却有助于我们的理解[9]。 想象一下在遥远的拜占庭时代，有一个富饶的城邦，金银珠宝绫罗绸缎应有尽有，它的领主哆啦A梦独享着这一切奢华与荣耀。而在城邦的外围，四位拜占庭将军大雄、胖虎、小夫和静香都觊觎着哆啦A梦的财富，于是他们决定联手攻占哆啦A梦的城邦。根据双方的实力对比，必须有超过半数的将军同时发起进攻方能克敌制胜，因此获胜条件就是四人中至少三个人可以就进攻时间达成一致。那么四位将军的胜算有多少呢？ 这个问题的答案就要取决于四个人的合作方式了，如果是集中式系统，有一个盟主，比如胖虎（相当于中央服务器），那么他们的胜利是毫无悬念的，因为就进攻时间达成一致非常简单，只要胖虎召集大雄、小夫和静香开个会讨论一下就可以了，即使大家意见有分歧胖虎也可以在最后予以定夺。下面让我们回到拜占庭将军问题的假设里，在不基于信任的分布式网络中，四位将军的胜算又如何呢？ ? 首先由于四位将军之间缺乏信任，因此聚到小黑屋里开个密谋会的可能性被排除了（一旦在小黑屋里被胖虎绑架了怎么办？）；其次由于没有盟主，四个人的意见都会被同等的看重。在这种情况下，四位将军只能通过信使在各自营地之间传递消息，来商定进攻时间了。比如大雄觉得早上6点是发动进攻的好时机，他就会派信使将自己的意见告诉胖虎、小夫和静香，与此同时，胖虎可能认为晚上9点发动突袭更好，小夫更喜欢下午3点出击，而静香希望是上午10点，他们三人也会在同一时间派出自己的信使。这样一来，在第一轮通信结束后，四位将军每个人都有了四个可供选择的进攻时间，他们各自要在下一轮通信中把自己选定的时间告知另外三人。由于四个人的决策都是独立做出的，因此最终的选择结果就有256种可能，而只有当三人以上都恰好选择了同一时间的时候，共识才被达成，而这样的结果才64种，也就是说达成共识的概率仅为1/4。这还只是四位将军的情况，如果将军的人数是10人，100人，1000人呢？我们稍加计算就可以发现随着人数的增加，达成共识的希望会变得越来越渺茫。 把上面例子中的将军换成计算机网络中的节点，把信使换成节点之间的通信，把进攻时间换成需要达成共识的信息，你就可以理解共识问题所描述的困境了。达成共识的能力对于一个支付系统来说重要性不言而喻，如果你给家里汇了一笔钱买车，第二天去银行核实的时候柜台告诉你“关于你汇了多少钱的问题，我们的系统里有三个版本的记录”，这样的银行你显然是不敢把钱存进去的。在比特币出现之前共识问题是很难被完美解决的，要保证达成共识就需要采用集中式系统（除非节点满足特定条件），要想去中心化共识就无法保证。那么区块链技术又是如何解决这一难题的呢？

2. 区块链技术，是将颠覆未来还是昙花一现

一种特殊的数据库技术，它基于密码学中的椭圆曲线数字签名算法来实现去中心化的P2P系统设计。但区块链的作用不仅仅局限在比特币上。现在，人们在使用“区块链”这个词时，有的时候是指数据结构，有时是指数据库，有时则是指数据库技术，但无论是哪种含义，都和比特币没有必然的联系。

从数据的角度来看：区块链是一种分布式数据库，这里的“分布式”不仅体现为数据的分布式存储，也体现为数据的分布式记录（即由系统参与者来集体维护）。简单的说，区块链能实现全球数据信息的分布式记录（可以由系统参与者集体记录，而非由一个中心化的机构集中记录）与分布式存储（可以存储在所有参与记录数据的节点中，而非集中存储于中心化的机构节点中）。

从效果的角度来看：区块链可以生成一套记录时间先后的、不可篡改的、可信任的数据库，这套数据库是去中心化存储且数据安全能够得到有效保证的。

区块链技术的工作原理

如今的区块链技术概括起来是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。其实，区块链技术并不是一种单一的、全新的技术，而是多种现有技术（如加密算法、P2P文件传输等）整合的结果，这些技术与数据库巧妙地组合在一起，形成了一种新的数据记录、传递、存储与呈现的方式。简单的说，区块链技术就是一种大家共同参与记录信息、存储信息的技术。过去，人们将数据记录、存储的工作交给中心化的机构来完成，而区块链技术则让系统中的每一个人都可以参与数据的记录、存储。区块链技术在没有中央控制点的分布式对等网络下，使用分布式集体运作的方法，构建了一个P2P的自组织网络。通过复杂的校验机制，区块链数据库能够保持完整性、连续性和一致性，即使部分参与人作假也无法改变区块链的完整性，更无法篡改区块链中的数据。

区块链技术原理的来源可归纳为一个数学问题：拜占庭将军问题。拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来，其内涵可概括为：在互联网大背景下，当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时，人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来，其内涵可概括为：在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下，分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术解决了闻名已久的拜占庭将军问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法。

区块链技术应用

区块链技术让三个领域交叉重叠：
1，货币：发行机制，分配机制，调节机制
2，合约：股权，互助保险 ，权利登记和转让，智能合约等
3，治理：身份认证，健康管理，公证，司法仲裁，去中心化自治组织，投票等

区块链犹如一台“创造信任的机器”，布比区块链要做的是一项新的技术和产品——实现真正的价值流通，使得互联网到达一个新的高度。

谈及区块链技术，便不得不提比特币。很多人都知道，电子货币比特币并不依靠特定的货币机构发行，而是通过特定算法的大量计算产生。事实上，真正支持比特币的核心便是区块链技术。

看不见、摸不着的比特币如何通过区块链技术运作？业界流传的解读是：可以把区块链看成是通过“去中心化”“去信任”的方式，集体维护可靠数据库的技术方案。通俗来说，该技术可被理解为全体参与记账的技术，过去人们使用一台台中心化的服务器记账，而在区块链技术系统中，每个人都可以参与记账，并共同认定记录的真伪。

“通过这项技术，即使没有中立的第三方机构，互不信任的双方也能实现合作。简而言之，区块链类似一台‘创造信任的机器’。“区块链技术在大数据时代有着广泛的应用。”目前除了互联网金融领域，区块链技术已在多个领域展开应用，并展现出了大好前景。

另外，区块链技术在法律方面也具有重要意义。尤其在涉及资产领域，无论是房产、汽车等实物资产，还是健康、名誉等无形资产，都能利用该技术完成登记、交易、追踪。可以这样说，任何缺乏信任的生产生活领域，区块链技术都将有用武之地。”

区块链技术 概念股

建议关注具备区块链技术和应用的IT 厂商。我们认为区块链更像是一种机制或技术方案，未来能把这种机制结合到不同场景推广应用的厂商有望获得颠覆式的成功，区块链技术可保证数据结构不被篡改和伪造，在金融支付领域应用前景广阔。布比区块链已围绕数字货币成立专门工作团队，很早就关注数字货币的发展趋势，围绕数字货币的行业发展需求，已成立专门团队开展相关工作，包括区块链技术的研究。

3. 如何理解拜占庭将军问题

关于拜占庭将军问题，一个简易的非正式描述如下：
拜占庭帝国想要进攻一个强大的敌人，为此派出了10支军队去包围这个敌人。
这个敌人虽不比拜占庭帝国，但也足以抵御5支常规拜占庭军队的同时袭击。
基于一些原因，这10支军队不能集合在一起单点突破，必须在分开的包围状态下同时攻击。
他们任一支军队单独进攻都毫无胜算，除非有至少6支军队同时袭击才能攻下敌国。
他们分散在敌国的四周，依靠通信兵相互通信来协商进攻意向及进攻时间。
困扰这些将军的问题是，他们不确定他们中是否有叛徒，叛徒可能擅自变更进攻意向或者进攻时间。
在这种状态下，拜占庭将军们能否找到一种分布式的协议来让他们能够远程协商，从而赢取战斗 。
这就是著名的拜占庭将军问题。
应该明确的是，拜占庭将军问题中并不去考虑通信兵是否会被截获或无法传达信息等问题，即消息传递的信道绝无问。
Lamport已经证明了在消息可能丢失的不可靠信道上试通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。
所以，在研究拜占庭将军问题的时候，已经假定了信道是没有问题的，并在这个前提下，去做一致性和容错性相关研究。

4. 这是一个用甲乙丙丁表示的共识问题，不存在拜占庭将军问题

A: Test...

5. 数字货币双花 拜占庭将军是什么意思

拜占庭将军问题在我看来是提出了一个错误模型。即错误节点可以做任意事情（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。总之就是说，没有节点会出现比这更严重的错误。

很显然，拜占庭错误是overly pessimistic的模型，因为这种错误实际环境中比较少见。那么为什么要研究这个模型呢看其中最简单的一个原因是，如果某个一致性算法能够保证在系统出现f个拜占庭错误时保持系统一致，那么这个算法也就能够保证在出现f个任意其他错误的时候也保持系统一致。

错误模型有上限，肯定也就有一个下限（overly optimistic，没有比它还要弱的模型）。这个下限就是‘fail-stop’模型。这个模型的假设是：当一个节点出错，这个节点会停止运行，并且其他所有节点都知道这个节点发生了错误。用同样的逻辑，如果某个一致性算法不能保证在系统出现f个错误的时候保持一致，那么这个算法也就没法处理其他f个任意其他问题。

应用这些错误模型，可以对不同算法进行比较，也可以对具体算法的cost进行讨论。

6. 区块链共识机制，拜占庭将军问题是什么

POW完全依靠用经济激励的方式来大量增加记账参与者， 从而稀释作恶节点的比例， 或者说大幅增加作恶的成本， 做假账者需要控制或者贿赂更多的节点。这是一种简单粗暴的共识机制， 在算法上没有优化过，但是又非常可行， 现在体量最大的两条区块链， 比特币和以太坊都是用POW挖矿的方式。
POW虽然不是最优，但是现在最最切实可行的共识算法。例如比特币、莱特币、DECENT都是采用的POW证明机制。

7. 拜占庭将军问题的起源

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。由于当时拜占庭罗马帝国国土辽阔，为了防御目的，因此每个军队都分隔很远，将军与将军之间只能靠信差传消息。 在战争的时候，拜占庭军队内所有将军和副官必需达成一致的共识，决定是否有赢的机会才去攻打敌人的阵营。但是，在军队内有可能存有叛徒和敌军的间谍，左右将军们的决定又扰乱整体军队的秩序。在进行共识时，结果并不代表大多数人的意见。这时候，在已知有成员谋反的情况下，其余忠诚的将军在不受叛徒的影响下如何达成一致的协议，拜占庭问题就此形成。

8. 公证区块链是什么

区块链技术原理的来源可归纳为一个数学问题：拜占庭将军问题。拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来，其内涵可概括为：在互联网大背景下，当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时，人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来，其内涵可概括为：在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下，分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术解决了闻名已久的拜占庭将军问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法。

9. 理论上区块链怎么解决拜占庭将军问题

拜占庭将军问题（以下简称“共识问题”）的正式表述是：如何在一个不基于信任的分布式网络中就信息达成共识？这个表述听起来有些晦涩，但其本质并不复杂，下面的例子与共识问题虽然并不完全一致，但却有助于我们的理解[9]。

想象一下在遥远的拜占庭时代，有一个富饶的城邦，金银珠宝绫罗绸缎应有尽有，它的领主哆啦A梦独享着这一切奢华与荣耀。而在城邦的外围，四位拜占庭将军大雄、胖虎、小夫和静香都觊觎着哆啦A梦的财富，于是他们决定联手攻占哆啦A梦的城邦。根据双方的实力对比，必须有超过半数的将军同时发起进攻方能克敌制胜，因此获胜条件就是四人中至少三个人可以就进攻时间达成一致。那么四位将军的胜算有多少呢？

这个问题的答案就要取决于四个人的合作方式了，如果是集中式系统，有一个盟主，比如胖虎（相当于中央服务器），那么他们的胜利是毫无悬念的，因为就进攻时间达成一致非常简单，只要胖虎召集大雄、小夫和静香开个会讨论一下就可以了，即使大家意见有分歧胖虎也可以在最后予以定夺。下面让我们回到拜占庭将军问题的假设里，在不基于信任的分布式网络中，四位将军的胜算又如何呢？

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首先由于四位将军之间缺乏信任，因此聚到小黑屋里开个密谋会的可能性被排除了（一旦在小黑屋里被胖虎绑架了怎么办？）；其次由于没有盟主，四个人的意见都会被同等的看重。在这种情况下，四位将军只能通过信使在各自营地之间传递消息，来商定进攻时间了。比如大雄觉得早上6点是发动进攻的好时机，他就会派信使将自己的意见告诉胖虎、小夫和静香，与此同时，胖虎可能认为晚上9点发动突袭更好，小夫更喜欢下午3点出击，而静香希望是上午10点，他们三人也会在同一时间派出自己的信使。这样一来，在第一轮通信结束后，四位将军每个人都有了四个可供选择的进攻时间，他们各自要在下一轮通信中把自己选定的时间告知另外三人。由于四个人的决策都是独立做出的，因此最终的选择结果就有256种可能，而只有当三人以上都恰好选择了同一时间的时候，共识才被达成，而这样的结果才64种，也就是说达成共识的概率仅为1/4。这还只是四位将军的情况，如果将军的人数是10人，100人，1000人呢？我们稍加计算就可以发现随着人数的增加，达成共识的希望会变得越来越渺茫。

把上面例子中的将军换成计算机网络中的节点，把信使换成节点之间的通信，把进攻时间换成需要达成共识的信息，你就可以理解共识问题所描述的困境了。达成共识的能力对于一个支付系统来说重要性不言而喻，如果你给家里汇了一笔钱买车，第二天去银行核实的时候柜台告诉你“关于你汇了多少钱的问题，我们的系统里有三个版本的记录”，这样的银行你显然是不敢把钱存进去的。在比特币出现之前共识问题是很难被完美解决的，要保证达成共识就需要采用集中式系统（除非节点满足特定条件），要想去中心化共识就无法保证。那么区块链技术又是如何解决这一难题的呢？（关注公众号weoption，回复“区块链”，可查看全文。）