什麼是拜占庭容錯 (BFT)？BFT 是如何工作的？

拜占庭故障或拜占庭將軍問題一直是計算機科學或分佈式系統等各個領域中廣泛爭論的話題。在加密，特別是區塊鏈技術中，拜占庭容錯（BFT）扮演著極其重要的角色。讓我們在本文中了解有關 BFT 的更多信息！

什麼是拜占庭容錯 (BFT)？

拜占庭容錯是分佈式系統或網絡如何運行並達成共識（中立協議）的能力，考慮到一些參與者可能無法採取行動或惡意這樣做。它的名字來源於一個叫做拜占庭將軍問題的悖論，而拜占庭容錯是該問題的解決方案。

為了讓網絡正常工作，即使它的一些參與者（有意或無意地）遇到問題，也必須有一些共同的規則和條件，以便功能參與者能夠保證網絡的共識。

拜占庭將軍的問題是什麼？

拜占庭將軍問題於 1982 年由微軟研究院的一群人在一篇論文中首次提出。問題被清楚地描述如下：

“想像一下，拜占庭軍隊的幾個師在敵城外紮營，每個師都由自己的將軍指揮。將軍們只能通過信使相互交流。在觀察敵人之後，他們必須決定一個共同的行動計劃。

但是，有些將軍可能是叛徒，試圖阻止忠誠的將軍達成協議。將軍們必須決定何時進攻這座城市，但他們需要一支強大的軍隊同時進攻。 

將軍們必須有一個算法來保證（a）所有忠誠的將軍們決定相同的行動計劃，以及（b）少數叛徒不會導致忠誠的將軍們採取錯誤的計劃。忠誠的將軍們都會做算法說他們應該做的事情，但叛徒可以做他們想做的任何事情。無論叛徒做什麼，算法都必須保證條件（a）。忠誠的將領不僅要達成協議，而且要商定合理的計劃。”

拜占庭將軍問題，雖然類似於二將軍問題（Two Generals' Paradox），是一個更普遍的版本。以更複雜的方式，拜占庭將軍問題可以施加更多變化。例如，消息傳遞者可能在途中未能傳遞消息，甚至故意更改原始內容。

什麼是加密貨幣中的 BFT？

在加密，特別是區塊鏈技術中，拜占庭容錯起著極其重要的作用。當我們將拜占庭將軍問題應用於加密貨幣時，將軍就是節點。區塊鍊網絡中的所有節點都必須相互通信並找到達成共識的方法，這導致了我們稱之為共識算法的方法。

有許多方法可以實現拜占庭容錯。因此，區塊鏈空間中也存在各種共識算法，每種算法都有自己的解決方案以實現最佳效率。

比特幣憑藉其工作量證明共識算法，是最早在加密領域達到拜占庭容錯的人之一。自 2008 年推出以來，工作證明與比特幣的成功一樣，已被證明是解決該問題的最安全可靠的解決方案之一。

工作量證明如何達到拜占庭容錯

實用拜占庭容錯如何工作？

Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) 是一種共識算法，由 Barbara Liskov 和 Miguel Castro 在 90 年代後期引入，旨在解決現有拜占庭容錯解決方案的現有問題。

通常，pBFT 的工作原理是最初將 1 個節點分配為主（領導）節點，將其他節點分配為輔助（備份）節點。如果當前節點無法運行，任何節點都可以成為主節點。

此外，當且僅當惡意節點的最大數量不得大於或等於系統內所有節點的三分之一時，pBFT 系統才能運行。

pBFT 共識輪有 4 個階段：

• 請求：客戶端向主（領導）節點發送請求。
• 預準備：主（領導）節點將請求廣播到所有輔助（備份）節點。
• 準備：節點（主要和次要）執行請求的服務。
• 提交：如果回復有效，則將回復發送給客戶端。

實用的拜占庭容錯 (pBFT) 的工作原理

中心化和去中心化

如您所見，要達到拜占庭容錯，網絡中的每個節點（或參與者）都必須相互通信和合作。沒有任何人可以依賴的可靠信息來源。因此，只有去中心化網絡必須考慮拜占庭容錯。

另一方面，對於中心化網絡，總是有一個或多個第三方充當每個參與者之間的中介，使得溝通和共識變得更加容易。每個參與者都不必再信任對方了；他們可以簡單地將所有信息傳遞給中介。

中心化和去中心化中的拜占庭容錯

關於 BFT in Crypto 的常見問題

股權證明是拜占庭容錯嗎？

如上所述，區塊鏈技術需要共識算法才能達到拜占庭容錯。作為其中之一，股權證明可以像工作證明一樣滿足拜占庭容錯要求。

了解更多： 什麼是 PoS？為什麼是拜占庭容錯？

Tendermint 是 BFT 嗎？

Tendermint 於 2014 年首次推出，是對源自實用拜占庭容錯 (PBFT) 算法的 Proof-of-Stake 共識的首次改編。因此，它被認為是 BFT Proof-of-Stake 共識算法。

以太坊拜占庭容錯？

以太坊目前正在使用工作量證明共識算法，類似於比特幣使用的。未來，以太坊將把它的網絡切換到權益證明。

無論哪種方式，以太坊仍然能夠滿足拜占庭容錯。

結論

拜占庭容錯是分佈式系統或網絡如何運行並達成共識（中立協議）的能力，考慮到一些參與者可能無法採取行動或惡意這樣做。

它的名字來源於一個叫做拜占庭將軍問題的悖論，而拜占庭容錯是該問題的解決方案。

簡而言之，拜占庭將軍問題是指幾個將軍要攻打一座要塞，必須集體決定進攻還是撤退的問題。我們必須找出這些將領如何能夠達成共識，而不管惡意行為或通信嘗試失敗。 

當我們將拜占庭將軍問題應用於加密貨幣時，將軍就是節點。區塊鍊網絡中的所有節點都必須相互通信並找到達成共識的方法，這導致了我們稱之為共識算法的方法。

有許多方法可以實現拜占庭容錯。因此，區塊鏈空間中也存在各種共識算法，每種算法都有自己的解決方案以實現最佳效率。