비잔틴 결함 허용(BFT)이란 무엇입니까? BFT는 어떻게 작동합니까?

비잔틴 단층 또는 비잔틴 장군의 문제는 컴퓨터 과학이나 분산 시스템과 같은 다양한 분야에서 널리 논의된 주제였습니다. 암호화, 특히 블록체인 기술에서 BFT(Byzantine Fault Tolerance)는 매우 중요한 역할을 합니다. 이 기사에서 BFT에 대해 자세히 알아보자!

비잔틴 결함 허용(BFT)이란 무엇입니까?

비잔틴 내결함성은 일부 참가자가 악의적으로 행동하지 않거나 그렇게 할 수 있다는 점을 고려하여 분산 시스템 또는 네트워크가 작동하고 합의(중립적 합의)에 도달할 수 있는 능력입니다. 그 이름은 Byzantine Generals' Problem이라는 역설에서 파생된 반면 Byzantine Fault Tolerance는 문제에 대한 솔루션입니다.

네트워크가 올바르게 작동하려면 참여자 중 일부가 (의도적이든 비의도적이든) 문제를 만나더라도 기능 참여자가 네트워크의 합의를 보장할 수 있도록 몇 가지 공통 규칙과 조건이 있어야 합니다.

비잔틴 장군의 문제는 무엇입니까?

비잔틴 장군의 문제는 1982년 Microsoft Research의 한 그룹의 논문에서 처음 소개되었습니다. 문제는 다음과 같이 명확하게 설명되었습니다.

“비잔틴 군대의 여러 사단이 적의 도시 외부에 진을 치고 있다고 상상해보십시오. 각 사단은 자체 장군이 지휘합니다. 장군들은 메신저로만 서로 소통할 수 있습니다. 적을 관찰한 후 공통의 행동 계획을 결정해야 합니다.

그러나 일부 장군은 충성스러운 장군이 합의에 도달하는 것을 막으려는 배신자가 될 수 있습니다. 장군은 도시를 공격할 시기를 결정해야 하지만 동시에 공격하려면 다수의 군대가 필요합니다. 

장군은 (a) 모든 충성스러운 장군이 동일한 행동 계획을 결정하고 (b) 소수의 반역자가 충성스러운 장군이 나쁜 계획을 채택하도록 할 수 없도록 보장하는 알고리즘을 가지고 있어야 합니다. 충성스러운 장군들은 모두 알고리즘이 하라고 하는 대로 하겠지만 반역자들은 그들이 원하는 것은 무엇이든 할 수 있습니다. 알고리즘은 반역자들이 무엇을 하든 조건 (a)를 보장해야 합니다. 충성스러운 장군들은 합의에 이를 뿐만 아니라 합리적인 계획에 대해서도 합의해야 합니다.”

비잔틴 장군의 문제는 두 장군의 문제(두 장군의 역설)와 유사하지만 더 일반적인 버전입니다. 더 복잡한 방식으로 비잔틴 장군의 문제는 더 많은 변형을 부과할 수 있습니다. 예를 들어 메신저가 도중에 메시지를 전달하지 못하거나 의도적으로 원본 콘텐츠를 변경할 수도 있습니다.

암호화에서 BFT란 무엇입니까?

암호화, 특히 블록체인 기술 에서 Byzantine Fault Tolerance는 매우 중요한 역할을 합니다. 비잔틴 장군의 문제를 암호에 적용할 때 장군은 노드 입니다. 블록체인 네트워크 내의 모든 노드는 서로 통신해야 하고 합의에 도달하는 방법을 찾아야 하며, 이는 우리가 합의 알고리즘 이라고 하는 방법으로 이어집니다 .

Byzantine Fault Tolerance를 달성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 따라서 블록체인 공간에는 최적의 효율성을 위한 문제에 대한 자체 솔루션이 있는 다양한 합의 알고리즘이 존재합니다.

작업 증명(Proof of Work) 합의 알고리즘을 사용하는 비트코인 은 암호화에서 비잔틴 장애 허용(Byzantine Fault Tolerance)에 최초로 도달한 것 중 하나입니다. 작업 증명은 2008년 도입된 이후비트코인의 성공과 함께 이 문제에 대한 가장 안전하고 신뢰할 수 있는 솔루션 중 하나로 입증되었습니다.

작업 증명이 비잔틴 결함 허용에 도달하는 방법

Practical Byzantine Fault Tolerance는 어떻게 작동합니까?

PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)는 Barbara Liskov와 Miguel Castro가 이미 사용 가능한 Byzantine Fault Tolerance 솔루션의 기존 문제를 해결하기 위해 90년대 후반에 도입한 합의 알고리즘입니다.

일반적으로 pBFT는 초기에 1개의 노드를 기본(리더) 노드로 할당하고 나머지 노드를 보조(백업) 노드로 할당하여 작동합니다. 현재 노드가 작동하지 않는 경우 모든 노드가 기본 노드가 될 수 있습니다.

또한, pBFT 시스템은 악성 노드의 최대 수가 시스템 내의 모든 노드의 1/3보다 크거나 같아야 하는 경우에만 작동할 수 있습니다.

pBFT 합의 라운드에는 4단계가 있습니다.

• 요청: 클라이언트가 기본(리더) 노드에 요청을 보냅니다.
• 사전 준비: 기본(리더) 노드는 요청을 모든 보조(백업) 노드에 브로드캐스트합니다.
• 준비: 노드(기본 및 보조)가 요청된 서비스를 수행합니다.
• 커밋: 응답이 유효한 경우 클라이언트로 전송됩니다.

실용적인 비잔틴 결함 허용(pBFT) 작동 방식

중앙 집중화 및 탈중앙화

보시다시피, Byzantine Fault Tolerance에 도달하려면 네트워크 내의 각 노드(또는 참가자)가 서로 통신하고 협력해야 합니다. 누구에게나 의지할 수 있는 신뢰할 수 있는 정보 출처는 없습니다. 따라서 분산 네트워크만 비잔틴 장애 허용을 고려해야 합니다.

반면에 중앙 집중식 네트워크의 경우 항상 각 참가자 간의 중개자 역할을 하는 하나 이상의 제3자가 있으므로 의사 소통과 합의가 훨씬 쉬워집니다. 각 참가자는 더 이상 다른 참가자를 신뢰할 필요가 없습니다. 그들은 단순히 모든 정보를 중개자에게 전달할 수 있습니다.

중앙 집중화 및 분산화의 비잔틴 장애 허용

Crypto의 BFT에 대한 FAQ

지분 증명은 비잔틴 결함 허용입니까?

위에서 언급했듯이 블록체인 기술은 비잔틴 결함 허용에 도달하기 위해 합의 알고리즘이 필요합니다. 그 중 하나인 Proof of Stake는 Proof of Work와 마찬가지로 Byzantine Fault Tolerance 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

더 찾기:  PoS란 무엇입니까? 왜 비잔틴 결함 허용입니까?

텐더민트는 BFT인가요?

2014년에 처음 도입된 텐더민트는 Practical Byzantine Fault Tolerant(PBFT) 알고리즘에서 파생된 Proof-of-Stake 합의의 첫 번째 적응입니다. 따라서 BFT 지분 증명 합의 알고리즘으로 간주됩니다.

이더리움 비잔틴 내결함성입니까?

Ethereum 은 현재 Bitcoin이 사용하는 것과 유사한 작업 증명 합의 알고리즘을 사용하고 있습니다. 미래에 이더리움은 네트워크를 지분 증명으로 전환할 것입니다.

어느 쪽이든, Ethereum은 여전히 ​​Byzantine Fault Tolerance를 충족할 수 있습니다.

결론

비잔틴 내결함성은 일부 참가자가 악의적으로 행동하지 않거나 그렇게 할 수 있다는 점을 고려하여 분산 시스템 또는 네트워크가 작동하고 합의(중립적 합의)에 도달할 수 있는 능력입니다.

그 이름은 Byzantine Generals' Problem이라는 역설에서 파생된 반면 Byzantine Fault Tolerance는 문제에 대한 솔루션입니다.

간단히 말해서 비잔틴 장군의 문제는 여러 장군이 요새를 공격하고 싶어 집단적으로 공격할지 후퇴할지 결정해야 하는 문제를 말합니다. 악의적인 행위나 통신 시도 실패에도 불구하고 이 장군들이 어떻게 합의에 도달할 수 있는지 알아내야 합니다. 

비잔틴 장군의 문제를 암호에 적용할 때 장군은 노드입니다. 블록체인 네트워크 내의 모든 노드는 서로 통신해야 하고 합의에 도달하는 방법을 찾아야 하며, 이는 우리가 합의 알고리즘이라고 부르는 방법으로 이어집니다.

Byzantine Fault Tolerance를 달성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 따라서 블록체인 공간에는 최적의 효율성을 위한 문제에 대한 자체 솔루션이 있는 다양한 합의 알고리즘이 존재합니다.