ビザンチン将軍問題：完全ガイド

Byzantine Fault Tolerance (BFT) は、ブロックチェーン テクノロジーを保護する最も重要なものの 1 つです。 私たちのブログのこの記事では、BFT の概念、その仕組み、ブロックチェーン ネットワークにおける BFT の役割について説明します。 さぁ行こう！

ブロックチェーンネットワークにおける BFT の役割

BFTとは何ですか? ビザンチン フォールト トレランスは、一部のノードが壊れたり、他のノードに損害を与えようとしたりした場合でも、分散システムが機能する方法です。 分解してみましょう。

分散型ネットワークの重要な要素はコンセンサスであり、これを通じてネットワーク内の人々またはノードのグループが特定の決定またはトランザクションについて合意に達します。 しかし、一部のノードが故障したり、システムの状態に同意できなかったり、悪意のある動作をしたりした場合、コンピューティング ネットワークはどのようにして機能を維持できるのでしょうか?

前述の BFT アルゴリズムは、悪意のあるノードや障害が存在するにもかかわらず、分散ネットワークで合意を達成するためのより堅牢で安全なメカニズムを提供することで、この問題の解決に役立ちます。 Byzantine フォールト トレランス ブロックチェーン プロトコルには、その洗練されたバージョンである Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) と同様に、ブロックチェーン ネットワーク内のすべてのノードがトランザクションに同意するために従う必要がある特定のルール セットが含まれています。 これはコンピュータを多用する手順を必要とせず、ノードの投票を数えて圧倒的な合意に達することで構成されます。

これはどういう意味ですか？ これは、ビザンチン フォールト トレランス アルゴリズムの主な役割は、集団的な意思決定を使用してシステム障害から保護し、障害のあるノードの影響を軽減することであることを意味します。

ビザンチン フォールト トレランスがスマート コントラクトのセキュリティを確保する方法

Byzantine コンセンサス ブロックチェーン プロトコルとスマート コントラクトは密接に関係しています。 BFT は分散化とデジタル セキュリティを可能にし、スマート コントラクト (暗号通貨取引のコミットメントを追跡および強制するブロックチェーン内に保存されるコンピューター プログラム) を作成できるようにします。

BFT プロトコルと、実用的ビザンチン フォールト トレランス (PBFT) などのより高度なバージョンは、次の条件を満たしている限り、スマート コントラクトとブロックチェーン ネットワークのセキュリティ問題に対する一般的なソリューションとなっています。

• 「n」個のノード (ノードの総数) のうち、障害が発生するノードは「(n-1)/3」 個以下です。
• 参加者のメッセージが最初に送信されてから、別の参加者 (宛先) がメッセージを受信するまでの時間は、無限に増加することはありません。

スマート コントラクトに対するビザンチン フォールト トレランスの利点

もちろん、世界の他のすべてのものと同様に、ビザンチン フォールト トレランス ブロックチェーン プロトコルと実用的なビザンチン フォールト トレランス アルゴリズムには多くの利点があります。

• スピードと信頼性

これらの方法は、迅速かつ確実に合意に達することができます。 また、BFT を使用して構築された分散システムは高いスループットを備えています。 これは、高速なトランザクション処理時間と高レベルのセキュリティを必要とするアプリケーションに最適です。

• 分散化

ブロックチェーンは、単一のノードやノードのグループがネットワーク全体を制御できないようにします。

• セキュリティと攻撃耐性

ビザンチン コンセンサス ブロックチェーン プロトコルにより、ブロックチェーンの複数のコピーが確実に保持され、データ損失の可能性が軽減されます。 さらに、フォールトトレラントになるように設計されており、特定の数のバリデーターが侵害されたり、使用できなくなったりした場合でも機能し続けることができます。

• 高い拡張性

このアルゴリズムにより、新しいノードが追加されるにつれてネットワークが拡張され、多数のトランザクションとユーザーを処理できるようになります。 これには、並列処理とセグメンテーション技術の使用が貢献します。

これらの利点は、Tendermint のパフォーマンスに現れています。 ブロックチェーン時代の Tendermint ビザンチン フォールト トレランスは、説明責任が保証された安全なコンセンサス プロトコルを提供します。また、世界中に分散された数十のノード上で 1 秒あたり数千のトランザクションを約 1 秒の遅延で実行するため、高いスループットも特徴です。

ビザンチン フォールト トレランスの制限

ただし、ビザンチン フォールト トレランス ブロックチェーン プロトコルには独自の問題があります。

たとえば、一方の政党がかなりの数のノードを制御したり、言い換えれば投票数が 51%、つまり過半数に達したりするシビラ攻撃を受けやすくなります。 ノードの数が増えると、そのような状況を規制し、それに対抗することがより困難になります。

さらに、スケーラビリティは必ずしも良いことばかりではありません。 手順の各ステップでノードは相互に対話する必要があり、そのような対話が増えるほど時間がかかります。

スマート コントラクトのビザンチン フォールト トレランスの進歩と将来の見通し

Byzantine Fault Tolerance について説明した部分を勉強しました。 これで、このコンセンサス アルゴリズムの見通しについていくつかの結論を導き出すことができます。 たとえば、BFT プロトコルを使用して構築された分散システムは高いスループットを備えています。 これは、1 秒あたり数千件に達する大量のトランザクションを処理できる可能性があることを意味します。 また、すべての制限が克服され、その結果、このメカニズムが暗号通貨の分野でさらに多くの機会を開くことを期待する必要があります。

そして全体として、安全で効率的かつスケーラブルなブロックチェーン ソリューションのニーズが高まり続ける中、BFT コンセンサス メカニズムはブロックチェーン テクノロジーの将来において重要な役割を果たす可能性があります。

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