區(qū)塊鏈中的拜占庭將軍問題解析

今天我們要講的內(nèi)容是：“什么是拜占庭將軍問題”？

我們在之前講過，分布式賬本可以說是區(qū)塊鏈的框架，每一個人都可以自由地參與進(jìn)來，共同處理區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)，基于這一點，區(qū)塊鏈實際上就是一個大的分布式計算網(wǎng)絡(luò)。

它并沒有一個類似中央指揮室的東西來發(fā)號施令，整個網(wǎng)絡(luò)是完全分散的，要依靠不同的節(jié)點間，彼此交換信息、達(dá)成共識，才能統(tǒng)一行動，整個過程就像無領(lǐng)導(dǎo)小組討論一樣。

對此，有人就提出了疑問，萬一有節(jié)點發(fā)送了錯誤的信息，干擾網(wǎng)絡(luò)正常運行或者大家產(chǎn)生了分歧怎么辦？于是，學(xué)者們便建立了一個模型，統(tǒng)一將這類用來描述分布式系統(tǒng)一致性的問題，稱為拜占庭將軍問題。

所謂拜占庭將軍問題是這樣的：

拜占庭帝國想要攻打一個國家，它派出了多支軍隊進(jìn)行圍攻，但敵國軍事實力也很強(qiáng)，將軍們必須在同一個時間，一起發(fā)動進(jìn)攻才能獲取勝利。

現(xiàn)在的問題在于，每個將軍都分散在敵國四周，只能依靠通信兵騎馬相互通信，確定進(jìn)攻的時間，可是一方面通訊兵可能會在送信過程中被敵方擊殺，另一方面根據(jù)不可靠消息，在這些將軍中有叛徒的存在，叛徒可能會擅自變更進(jìn)攻意向或者進(jìn)攻時間，從而向其他將軍傳達(dá)虛假指令，影響他人判斷。

如果整個分布式網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于拜占庭帝國，而每個節(jié)點相當(dāng)于里面的將軍，那么在這種狀態(tài)下，該怎么做才能保證網(wǎng)絡(luò)中的全部節(jié)點對于某個事情達(dá)成一致？（即將軍們在同一時間一起發(fā)起進(jìn)攻，從而贏取戰(zhàn)斗）這就是拜占庭將軍問題。

所以簡單來說，拜占庭將軍描述的是，分布式網(wǎng)絡(luò)會面臨的兩個問題：

1）如何解決各個節(jié)點之間的同步問題。比如在沒有叛徒情況下，將軍 A 向其他將軍傳遞進(jìn)攻方案時（如：明日下午 2 點進(jìn)攻），可能將軍B也在傳遞進(jìn)攻方案（如：明日下午 3點進(jìn)攻）。

2）如何解決惡意節(jié)點，故意發(fā)送錯誤信息干擾網(wǎng)絡(luò)的運行的問題。比如在有叛徒情況下，叛徒會向不同的將軍發(fā)出不同的進(jìn)攻提議，干擾其他將軍們達(dá)成一致。

后來大家發(fā)現(xiàn)，想要在分布式網(wǎng)絡(luò)中，讓每一個節(jié)點都不出錯是不可能的，于是就有人提出了“拜占庭容錯”的觀點來解決拜占庭將軍的問題，這個解決辦法就是信息的偽造或錯誤并不重要，只要誠實的將軍數(shù)量大于總數(shù)的三分之二，即使有少部分不誠實的將軍存在，整個系統(tǒng)也可以達(dá)成一致。

于是大家以此為基礎(chǔ)，設(shè)計出了很多解決方案。

區(qū)塊鏈四大核心技術(shù)中的共識機(jī)制，就是為了解決這個問題，而誕生的一個方案。