區塊鏈:區塊鏈安全——拜占庭容錯_數字貨幣

自2008年，比特幣作為一種點對點的電子現金系統誕生以來，許多其他的數字貨幣也逐漸興起，且每個數字貨幣都有其特定的機制。但幾乎所有的數字貨幣都有一個共同點，那就是以區塊鏈為核心架構。Billions項目組Billions項目組Billions項目組

絕大多數情況下，區塊鏈都是被設計成去中心化的，由分布式節點網絡維護的電子賬本。因此，區塊鏈系統可以讓金融交易在沒有中間人的情況下完全透明且可靠地執行。數字貨幣正逐步替代需要高可信度的傳統銀行支付系統。

正如大多數分布式計算系統一樣，數字貨幣網絡的參與者需要定期就區塊鏈的當前狀態進行討論并達成一致，這就是我們所說的達成共識。但是，在分布式網絡中以安全高效的方式達成共識絕非易事。

吉安市推行“區塊鏈+電子證照+無證辦理”模式:近日，吉安市行政服務中心政務大廳正式推行“區塊鏈+電子證照+無證辦理”模式，市本級首批接通身份證、戶口簿、結婚證、居住證、行駛證等20項證照，實現400項高頻事項“無證辦理”。

今年以來，吉安市行政服務中心改革創新，通過“數據跑腿”替代“人工遞交”方式，實現本級政府部門核發的電子證照從政府數據庫里自動獲取，群眾和企業辦事無須再提交實體證照。打造“無證辦理”政務大廳是今年吉安市“吉事即辦”政務服務品牌的一項重點舉措，目前峽江、泰和等縣（市、區）也在同步推進。（江西日報）[2021/8/10 1:45:12]

那么，在某些節點可能出現故障或不誠實行為的情況下，分布式計算機節點網絡如何就決策達成一致？這就是所謂的拜占庭將軍問題的根本，它產生了拜占庭容錯的概念。

小米金融科技總經理姜永強：基于區塊鏈技術實現資產證券化，用科技智慧構建數字金融:8月17日，由Alchemy pay主辦的2020區塊鏈生態合作大會在上海舉行，小米金融科技總經理姜永強作出題為“區塊鏈技術在產業鏈中的應用”的主題演講，面對生態鏈中實體企業面臨的融資和資信等問題，小米金融科技基于區塊鏈技術提供了全鏈條的服務，打造穿透上游多層級提供融資服務的新式融資平臺，幫助全產業鏈降低成本，讓數據+金融加速企業成長。[2020/8/17]

分析 | 區塊鏈市場中金融業占60.5%:據人民日報報道，IDC數據顯示，2018年全球區塊鏈市場份額中，金融業占60.5%，制造業和資源行業占17.6%，服務業14.6%，公共部門和基礎設施行業分別占4.2%和3.1%。此外，據德勤2018年4月的統計，消費品業和制造業采用區塊鏈技術的速度最快。來自消費品和制造業約74％的受訪者表示，他們的公司處于區塊鏈開發的實驗階段或生產階段。[2018/8/27]

什么是拜占庭將軍問題？

簡單來說，在1982年，拜占庭將軍問題被認為是一個邏輯上的困境，它說明了一群拜占庭將軍在試圖就下一步行動達成統一意見時可能存在的溝通問題。

最近一年能源行業已在區塊鏈上投入3億美元:據GTM Research的研究報告，從2017年第二季度到2018年第一季度，全球能源行業在區塊鏈上已投入了3億多美元。[2018/3/9]

該困境假設每個將軍都有自己的軍隊，每支軍隊都位于他們打算攻擊的城市周圍的不同位置。這些將軍需要就攻擊或撤退達成一致。只要所有將軍達成共識，即協調后決定共同執行，無論是攻擊還是撤退都無關緊要。

因此，我們可以考慮以下條件：

每個將軍必須作出決定：攻擊或撤退;一旦做出決定后無法改變;所有將軍都必須就統一決定達成一致，并同步執行。

上述溝通問題涉及這樣一個事實，即一個將軍只能通過情報員發送的信息與另一個將軍進行通信。因此，拜占庭將軍問題的核心挑戰是信息可能以某種方式被延遲傳達，破壞或丟失。

此外，即使消息成功傳遞，一個或多個將軍也可以選擇惡意行動并發送欺詐性消息以混淆其他將軍，導致行動失敗。

如果我們將這個困境對應到區塊鏈上，則每個將軍代表一個網絡節點，而節點需要就系統的當前狀態達成共識。換句話來說，分布式網絡中的大多數參與者必須同意并執行相同的操作以避免失敗。

因此，在這些類型的分布式系統中達成共識的唯一方法是至少擁有三分之二以上的可靠和誠實的網絡節點。這意味著如果網絡中的大多數節點決定采取惡意行為，系統就很容易受到故障和攻擊。

拜占庭容錯

簡單來說，拜占庭容錯是能夠抵抗拜占庭將軍問題所導致的一系列失敗的系統屬性。這意味著即使某些節點出現故障或惡意行為，拜占庭容錯系統也能夠繼續運行。

拜占庭將軍問題有多種可能的解決方案，因此，有多種方法可以構建拜占庭容錯系統。同樣地，區塊鏈有各種不同的方法來實現拜占庭容錯，這就是我們說的共識算法。

區塊鏈共識算法

我們可以將共識算法定義為區塊鏈網絡達成共識的機制。最常見的例子是工作量證明和權益證明。這里我們以比特幣為例。

比特幣協議規定了系統的主要規則，工作量證明共識算法說明了如何遵循這些規則以達成共識。

雖然工作量證明的概念比數字貨幣更早，但中本聰在原版本上進行了修改，并開發了一種改進后的工作量證明算法，可以將比特幣的產生作為一種拜占庭容錯系統。

請注意，該工作量證明算法不能完全抵抗拜占庭故障，但由于高成本的挖礦過程和底層加密技術，工作量證明已被證明是區塊鏈網絡中的一種最安全可靠的方法。從這個意義上說，由中本聰設計的工作量證明共識算法被許多人認為是拜占庭容錯最高明的解決方案之一。

結論

拜占庭將軍問題是一個有趣的困境，最終產生了拜占庭容錯系統，這些系統正在各種場景中得到廣泛應用。除區塊鏈行業外，拜占庭容錯系統的一些使用案例也包括航空，航天和核電行業。

在數字貨幣領域中，擁有高效的網絡通信以及良好的共識機制對于任何區塊鏈生態系統都至關重要。保護這些系統需要持續的努力，現有的共識算法尚未能克服一些限制。盡管如此，工作量證明和權益證明作為拜占庭容錯系統來說都是有效的方法，其潛在的應用會激發更多的創新。

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