Problem bizantyjskich generałów: Kompletny Przewodnik

Bizantyjska tolerancja błędów (BFT) to jedna z najważniejszych rzeczy zabezpieczających technologię blockchain. W tym artykule na naszym blogu wyjaśnimy koncepcję BFT, jej działanie i rolę w sieci blockchain. No to ruszamy!

Rola BFT w sieciach Blockchain

Co to jest BFT? Bizantyjska tolerancja błędów to sposób, w jaki system rozproszony działa nawet wtedy, gdy niektóre węzły ulegają uszkodzeniu lub próbują zaszkodzić innym. Rozbijmy to.

Kluczowym elementem zdecentralizowanych sieci jest konsensus, dzięki któremu grupa osób lub węzłów w sieci dochodzi do porozumienia w sprawie konkretnej decyzji lub transakcji. Jak jednak sieć komputerowa może zachować funkcjonalność, jeśli niektóre jej węzły działają nieprawidłowo, nie zgadzają się co do stanu systemu lub zachowują się złośliwie?

Wspomniany wcześniej algorytm BFT pomaga rozwiązać ten problem, zapewniając solidniejszy i bezpieczniejszy mechanizm osiągania konsensusu w zdecentralizowanej sieci pomimo obecności złośliwych węzłów lub awarii. Bizantyjski protokół blockchain odporny na błędy, podobnie jak jego udoskonalona wersja Praktyczna bizantyjska tolerancja na błędy (pBFT), zawiera określony zestaw reguł, których muszą przestrzegać wszystkie węzły w sieci blockchain, aby uzgodnić transakcje. Nie wymaga skomplikowanych procedur komputerowych i polega na zliczeniu głosów węzłów i osiągnięciu przeważającej zgody.

Co to znaczy? Oznacza to, że podstawową rolą algorytmu Bizancjum Fault Tolerance jest ochrona przed awariami systemu poprzez wykorzystanie zbiorowego podejmowania decyzji oraz zmniejszenie wpływu wadliwych węzłów.

Jak bizantyjska tolerancja na błędy zapewnia bezpieczeństwo inteligentnych kontraktów

Bizantyjski protokół blockchain oparty na konsensusie i inteligentne kontrakty są ze sobą nierozerwalnie powiązane. BFT umożliwia decentralizację i bezpieczeństwo cyfrowe, dzięki czemu można tworzyć inteligentne kontrakty – programy komputerowe przechowywane w blockchainie, które śledzą i egzekwują zobowiązania w transakcjach kryptowalutowych.

Protokół BFT i jego bardziej zaawansowane wersje takie jak Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) stały się popularnym rozwiązaniem problemów bezpieczeństwa inteligentnych kontraktów i sieci blockchain pod warunkiem, że:

• Nie więcej niż „(n-1)/3” węzłów jest uszkodzonych z „n” węzłów (całkowita liczba węzłów);
• Czas pomiędzy pierwszym wysłaniem wiadomości uczestnika a otrzymaniem jej przez innego uczestnika-adresanta rośnie nie szybciej niż do nieskończoności i tak dalej.

Korzyści z bizantyjskiej tolerancji na błędy w inteligentnych kontraktach

Oczywiście, jak wszystko inne na świecie, protokół blockchain Byzantine Fault Tolerance i praktyczny algorytm Byzantine Fault Tolerance mają wiele zalet.

• Szybkość i niezawodność

Metody te umożliwiają szybkie i niezawodne osiągnięcie konsensusu. Systemy rozproszone zbudowane przy użyciu BFT charakteryzują się wysoką przepustowością. Jest to idealne rozwiązanie w przypadku aplikacji wymagających szybkiego przetwarzania transakcji i wysokiego poziomu bezpieczeństwa.

• Decentralizacja

Blockchain gwarantuje, że żaden pojedynczy węzeł lub grupa węzłów nie będzie w stanie przejąć kontroli nad całą siecią.

• Bezpieczeństwo i odporność na ataki

Bizantyjski protokół blockchain oparty na konsensusie zapewnia utrzymanie wielu kopii łańcucha bloków, co zmniejsza prawdopodobieństwo utraty danych. Ponadto zaprojektowano go tak, aby był odporny na awarie, co oznacza, że może nadal działać nawet w przypadku naruszenia bezpieczeństwa lub niedostępności określonej liczby walidatorów.

• Wysoka skalowalność

Algorytm pozwala na rozbudowę sieci w miarę dodawania nowych węzłów i może obsłużyć dużą liczbę transakcji i użytkowników. Przyczynia się do tego zastosowanie technik przetwarzania równoległego i segmentacji.

Te zalety można dostrzec w działaniu Tendermint. Tendermint bizantyjska tolerancja błędów w dobie blockchainów zapewnia bezpieczny protokół konsensusu z gwarancjami odpowiedzialności, a także charakteryzuje się dużą przepustowością, ponieważ wykonuje tysiące transakcji na sekundę w kilkudziesięciu węzłach rozproszonych na całym świecie z opóźnieniem około jednej sekundy.

Ograniczenia bizantyjskiej tolerancji na błędy

Jednak protokoły blockchain Bizantine Fault Tolerance mają swoje własne problemy.

Są na przykład podatne na ataki Sibylla, gdzie jedna ze stron może przejąć kontrolę nad znaczną liczbą węzłów lub innymi słowy liczba głosów sięga 51%, czyli większości. Gdy węzłów jest więcej, coraz trudniej jest regulować takie sytuacje i im przeciwdziałać.

Ponadto skalowalność nie zawsze wiąże się z zaletami. Na każdym etapie procedury węzły muszą ze sobą oddziaływać, a im więcej takich interakcji, tym dłużej to trwa.

Postępy i przyszłe perspektywy w zakresie bizantyjskiej tolerancji błędów w inteligentnych kontraktach

Przestudiowaliśmy część, w której wyjaśniono bizantyjską tolerancję na błędy. Teraz możemy wyciągnąć pewne wnioski na temat perspektyw tego algorytmu konsensusu. Na przykład systemy rozproszone zbudowane przy użyciu protokołu BFT charakteryzują się dużą przepustowością. Oznacza to, że mają potencjał do obsługi dużej liczby transakcji na sekundę, których liczba sięgnie kilku tysięcy dziesiątek. Należy się także spodziewać, że wszystkie ograniczenia zostaną pokonane i w rezultacie mechanizm ten otworzy jeszcze więcej możliwości w sferze kryptowalut.

Ogólnie rzecz biorąc, mechanizmy konsensusu BFT prawdopodobnie odegrają ważną rolę w przyszłości technologii blockchain, ponieważ zapotrzebowanie na bezpieczne, wydajne i skalowalne rozwiązania blockchain stale rośnie.

Aby lepiej zrozumieć kluczowe tematy i technologie mające wpływ na branżę blockchain, czytaj dalej nasze Cryptomus artykuły na blogu. Dziękuję!