145 lượt xem

Hệ thống chịu lỗi Byzantine | Binance Academy


Hệ thống chịu lỗi Byzantine

Giới thiệu

Kể từ khi Bitcoin được tạo ra vào năm 2008 với vai trò như một mạng lưới hệ thống tiền điện tử ngang hàng, nhiều đồng xu tiền điện tử khác đã được sinh ra, trong đó mỗi đồng xu tiền có một chính sách riêng. Nhưng điểm chung của hầu hết những đồng xu tiền điện tử chính là blockchain – yếu tố cốt lõi trong kiến trúc .Ngoài một số ít ngoại lệ, những blockchain được phong cách thiết kế với ý định hướng tới phi tập trung chuyên sâu, hoạt động giải trí như một sổ cái điện tử được duy trì bởi một mạng lưới những nút máy tính phân tán. Vì nguyên do này, công nghệ tiên tiến blockchain được cho phép tạo ra những mạng lưới hệ thống kinh tế tài chính phi ủy thác, nơi những thanh toán giao dịch kinh tế tài chính minh bạch và đáng an toàn và đáng tin cậy hoàn toàn có thể được thực thi mà không cần trung gian. Các đồng xu tiền điện tử đang được vận dụng như một giải pháp thay thế sửa chữa khả thi cho những mạng lưới hệ thống thanh toán giao dịch và ngân hàng nhà nước truyền thống cuội nguồn, vốn nhờ vào nhiều vào sự ủy thác .Cũng giống như hầu hết những mạng lưới hệ thống thống kê giám sát phân tán, những người tham gia mạng lưới tiền điện tử cần phải đồng ý chấp thuận về trạng thái hiện tại của blockchain, và đó là cái mà tất cả chúng ta gọi là sự đồng thuận. Tuy nhiên, việc đạt được sự đồng thuận trên mạng lưới phân tán một cách bảo đảm an toàn và đáng an toàn và đáng tin cậy không phải là một điều thuận tiện .

Vậy thì làm thế nào một mạng lưới phân tán gồm các nút máy tính đạt được sự đồng thuận khi xử lý một quyết định, nếu một số các nút trong đó có khả năng là sẽ thất bại hoặc không đáng tin? Đây là câu hỏi cơ bản của vấn đề được đặt tên là bài toán các vị tướng Byzantine, từ đó làm khai sinh ra khái niệm về hệ thống chịu lỗi Byzantine.

Bài toán các vị tướng Byzantine là gì?

Tóm tắt ngắn gọn, Bài toán những vị tướng Byzantine, được đưa ra vào năm 1982, diễn đạt một bài toán logic song đề. Bài toán diễn đạt việc một nhóm những vị tướng Byzantine gặp những yếu tố về liên lạc khi nỗ lực đạt sự đồng thuận về bước đi tiếp .Bài toán giả định rằng mỗi tướng có quân đội riêng và mỗi tướng đóng quân ở những khu vực khác nhau xung quanh thành phố mà họ dự tính tiến công. Các tướng phải đồng thuận về việc tiến công hoặc rút lui. Vấn đề tiến công hay rút lui không quan trọng mà là sự đồng thuận của toàn bộ những tướng, tức là, đồng thuận về một quyết định hành động chung để cùng phối hợp thực thi .Do đó, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể xem xét những tiềm năng sau :

  • Mỗi tướng phải quyết định hành động : tiến công hoặc rút lui ( có hay không ) ;
  • Không thể đổi khác quyết định hành động sau khi đưa ra ;
  • Tất cả tướng phải nhất trí về một quyết định hành động giống nhau và thực thi đồng điệu với nhau .

Các yếu tố liên lạc như đề cập ở trên tương quan đến trong thực tiễn là một tướng chỉ hoàn toàn có thể tiếp xúc với những tướng khác trải qua những thông điệp được chuyển đi bởi lính đưa tin. Vấn đề trọng tâm của bài toán những vị tướng Byzantine ở đây là những thông điệp hoàn toàn có thể bị chậm, hủy hoặc mất .Ngoài ra, ngay cả khi xét rằng thông điệp sẽ được gửi thành công xuất sắc, vẫn còn năng lực xảy ra là một hoặc nhiều tướng hoàn toàn có thể chọn ( vì bất kể nguyên do gì ) thực thi hành vi gây hại và gửi đi một thông điệp sai để gây nhiễu tới những tướng khác, dẫn đến một thất bại trọn vẹn .

Nếu chúng ta áp dụng bài toán song đề vào trường hợp có sự xuất hiện của blockchain, mỗi tướng sẽ đại diện cho một nút mạng và các nút cần đạt được sự đồng thuận về trạng thái hiện tại của hệ thống. Nói cách khác, phần lớn những người tham gia trong một mạng lưới phân tán phải đồng ý và thực hiện cùng một hành động để tránh một thất bại hoàn toàn.

Vì vậy, cách duy nhất để đạt được sự đồng thuận trong những loại mạng lưới hệ thống phân tán này là có sự đồng thuận của tối thiểu ⅔ hoặc của nhiều hơn những nút mạng trung thực và đáng đáng tin cậy. Điều này có nghĩa là nếu hầu hết nút trong mạng quyết định hành động triển khai hành vi gây hại, mạng lưới hệ thống sẽ dễ bị lỗi và bị tiến công ( ví dụ như tiến công 51 % ) .

Hệ thống chịu lỗi Byzantine (BFT)

Tóm tắt ngắn gọn, Hệ thống chịu lỗi Byzantine ( BFT ) là mạng lưới hệ thống hoàn toàn có thể xử lý được yếu tố của bài toán những vị tướng quân Byzantine. Điều này có nghĩa là mạng lưới hệ thống BFT hoàn toàn có thể liên tục hoạt động giải trí ngay cả khi một số ít nút bị lỗi hoặc thực thi hành vi gây hại .Có nhiều giải pháp khả thi cho yếu tố của Bài toán những vị tướng Byzantine, do đó, có nhiều cách để thiết kế xây dựng một mạng lưới hệ thống BFT. Tương tự như vậy, có nhiều cách khác nhau để một blockchain đạt được mạng lưới hệ thống chịu lỗi Byzantine và điều mà tất cả chúng ta có ở đây chính là những thuật toán đồng thuận .

Các thuật toán đồng thuận Blockchain

Chúng ta hoàn toàn có thể định nghĩa một thuật toán đồng thuận là một chính sách mà qua đó một mạng blockchain đạt được sự đồng thuận. Các thuật toán thông dụng nhất là Proof of Work ( PoW ) và Proof of Stake ( PoS ). Hãy lấy trường hợp Bitcoin làm ví dụ .Trong khi giao thức Bitcoin pháp luật những quy tắc chính của mạng lưới hệ thống, thuật toán đồng thuận PoW sẽ lao lý phương pháp những quy tắc này sẽ được tuân theo để đạt được sự đồng thuận ( ví dụ, trong quy trình xác định và xác nhận thanh toán giao dịch ) .Mặc dù khái niệm Proof of Work đã có từ lâu trước khi sự sinh ra của những đồng xu tiền điện tử, Satoshi Nakamoto đã tăng trưởng nó thành một thuật toán được cho phép tạo ra Bitcoin như thể một mạng lưới hệ thống BFT .

Lưu ý rằng thuật toán PoW không đảm bảo 100% chịu lỗi Byzantine, nhưng nhờ vào quá trình đào tốn kém chi phí và các kỹ thuật mã hóa đằng sau, PoW đã chứng tỏ là một trong những thuật toán triển khai an toàn và đáng tin cậy nhất cho các mạng blockchain. Theo nghĩa đó, thuật toán đồng thuận Proof of Work, được thiết kế bởi Satoshi Nakamoto, được coi là một trong những giải pháp thiên tài nhất cho vấn đề lỗi Byzantine.

Kết luận

Bài toán những vị tướng Byzantine là một bài toán song đề mê hoặc, làm phát sinh ra những mạng lưới hệ thống BFT hiện đang được vận dụng thoáng rộng trong những ngữ cảnh khác nhau. Ngoài ngành công nghiệp blockchain, một vài trường hợp sử dụng mạng lưới hệ thống BFT gồm có những ngành công nghiệp hàng không, khoảng trống và điện hạt nhân .Trong toàn cảnh tiền điện tử, việc có một tiếp xúc mạng hiệu suất cao cùng với một chính sách đồng thuận tốt là rất quan trọng so với bất kể hệ sinh thái blockchain nào. Việc bảo vệ cho những mạng lưới hệ thống này là một quy trình không ngừng nghỉ và những thuật toán đồng thuận hiện có vẫn chưa thể khắc phục được 1 số ít hạn chế ( ví dụ như năng lực lan rộng ra ). Tuy vậy, PoW và PoS là những giải pháp rất mê hoặc cho việc thiết kế xây dựng những mạng lưới hệ thống BFT, và những ứng dụng tiềm năng từ chúng hiển nhiên đang tạo cảm hứng cho những nâng cấp cải tiến rộng khắp .

Source: https://trade.edu.vn
Category: Blockchain

Vote sao

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.