區塊鏈:簡單讀懂拜占庭容錯

前言：拜占庭容錯是區塊鏈領域的常見術語，它也是密碼學的核心問題。本文適合初學者閱讀。本文作者DemiroMassessi，是由“藍狐筆記”社群Dyna翻譯。譯者注：本文簡化了“拜占庭將軍問題”中可能出現的多種數學模型，簡要指出拜占庭問題解決的核心是“盡管有破壞者存在，擁有最多算力的鏈即可認定為主鏈，因為做叛徒的成本和競爭難度非常大，以至于幾乎不可能。”由于區塊鏈的去中心化和自治屬性，如何在容許一定差錯的情況下讓眾多參與的節點達成共識并傳遞信息，這是一個核心問題，中本聰第一個做到了。

當你開始深入了解區塊鏈時，會經常聽到一個術語：拜占庭容錯。如果你想弄清楚它，一個聽起來非常奇怪和神秘的術語，我們可以用一個故事來解釋。1982年，一個叫做拜占庭將軍問題的數學問題被提出來。這里不詳細描述它背后的數學原理，本質上，拜占庭將軍問題是一個關于兩個帝國之間一場戰爭的故事。

動態 | 比特幣閃電網絡可能容易受到簡單而具有破壞性的攻擊:根據最近的一份研究報告，比特幣閃電網絡可能容易受到簡單而破壞性的攻擊。該報告描述了一種拒絕服務（DoS）攻擊,該攻擊可以用來減緩甚至停止網絡傷的大部分付款,雖然行為還沒有見過,但它被認為是一個目前主要的網絡缺陷。研究稱:“這次攻擊允許中斷閃電網絡的支付。” 這是可能的，因為每個閃電網絡支付都要通過一個節點網絡才能到達它的目的地。如果這些中間節點中的一個是一個壞的參與者，它會減慢支付速度，而不是像它應該的那樣快速地傳遞支付。更重要的是，目前執行拒絕服務攻擊并不需要太多的時間。（coindesk）[2019/10/21]

騎士精神：中世紀的戰爭一個帝國置身于堅實的城墻里，另一個帝國的數位將軍包圍了這座城市，每個將軍都帶領著軍隊等候進攻。兩個帝國勢均力敵。如果所有的將軍達成一致同時進攻，他們就有足夠的力量戰勝城墻里的帝國，從而贏得戰爭。但是，不管出于什么原因，如果他們不能協調好同時發動進攻，哪怕只有一個將軍錯過了信息，他們的圍攻計劃將會失敗并輸掉這場戰爭。拜占庭將軍問題探討了密碼學的一個關鍵領域，事實上，這是密碼學的核心，本質是如何在一個某些人可能會“叛變”的環境中交換信息。

分析 | 簡單粗暴的金字塔游戲DailyRoi上演絕地大逃亡:據獵豹旗下大數據數據評級機構RatingToken提示：FOMO3D的第二輪結束了，第三輪看來也涼了，但是FOMO3D的山寨從來沒有停歇，你方唱罷我方登臺，花樣百出。玩家的耐心越來越低，胃口也越來越大，號稱每天100%的收益DailyRoi就在這個時候出現了。DailyRoi總共發生了 4400多筆交易，總共流入近900ETH。 研究DailyRoi的智能合約發現，DailyRoi的收益以分鐘記，每分鐘的收益1/1440。我們知道一天是1440分鐘，所以這也就是為什么宣傳會講每天收益100%。如此高的收益是從哪里來的呢？高收益的外表下是金字塔游戲。從智能合約中可以看出，玩家的收益由后進入的玩家買單。在游戲開始40個小時后，先期進入的玩家已經收回成本并盈利，一部分玩家開始瘋狂取現，羊群效應顯現，其他玩家跟風，很快，合約里的ETH被搶一空。很多后知后覺的玩家再想取現時，發現合約中已無ETH。所以我們可以看到100多筆交易取出0 ETH，這是很多后知后覺的玩家的無謂掙扎。RatingToken團隊提醒大家不要被高回報誘惑也不要有僥幸心理，遠離金字塔游戲。詳情見原文鏈接。[2018/9/28]

現在,這些將軍們唯一的溝通方式就是派一個偽裝的信使，穿過城市給其他將軍傳遞信息。這里將會一直存在一個風險。如果你是其中一個將軍,你將從其中的一位信使那里得到一個消息，那么你怎么知道,或者你怎么能夠比隨機決定有更大把握相信你得到的信息是可靠且沒有被篡改過的？這也是1982年提出的一個假設，直到2008年才得以解決。那一年匿名的中本聰(SatoshiNakamoto)提出了一個解決辦法，這使得比特幣成為可能。本質上，解決方案是讓所有的將軍都盡可能擁有更多的數學家。“當我們談論拜占庭容錯時，我們談論的是將軍們比城墻內的帝國擁有更多的權限，更多的數學家，或更多的算力。”所以,如果我能雇更多的數學家,那就意味著我可以越來越復雜地加密我通過城里傳遞的信息；但如果城外將軍們的權力平衡局面變得非常有利,且他們可以使用的加密方法是如此復雜,以至于城里的任何一位數學家真的沒有機會或非常小的機會，能夠在將軍們幾乎注意不到的足夠快的時間里，攔截消息，然后解密、改變內容并重新加密。這就是拜占庭容錯。這也是現在我們看到的，大多數公共區塊鏈解決方案中使用的容錯機制，包括我之前提到的比特幣和以太坊，盡管以太坊正在過渡到權益證明系統。因此，說到區塊鏈，當你聽到拜占庭容錯時，它表示的含義就是如果區塊鏈上的算力和哈希能力比鏈外的更強大，它就會變得安全。比特幣是目前最大的區塊鏈網絡,擁有超過30,000個節點,Ethereum有超過16,000個節點,它為我們提供了高度的安全性和不可變性。這些網絡上的算力非常強大,以至于真的沒有多少機會，讓一個對手可以控制盡可能多的算力來攻擊該區塊鏈上的數據。如果有人要這樣做，其背后的經濟機會很可能是，他們將花費更多的錢來同時利用所有的算力，這可能是他們無法承受的。關于這個問題，你會聽到很多關于51%攻擊的問題。最后,我們可以說,拜占庭容錯是密碼學的根源,它只是單純研究我們如何在有“敵對方和惡意行為者”的時候能夠安全地來回傳遞信息,它是存在于區塊鏈中所有安全性和不可變性的基礎。

阿里巴巴曾鳴：當前智能合約的應用還非常簡單:近日，阿里巴巴學術委員會主席曾鳴在公開演講中表示，區塊鏈要創造價值必須跨過的四個坎：1.現在區塊鏈能實現的，只是“記賬”的可信，還只是人對機器的相信，而不是人對人的相信；2.信任的問題是讓市場繁榮的關鍵，如何用去中心化的方式解決信任問題，是個必須跨過去的坎；3.以太坊一直在強調“智能合約”，但其實也只實現了一種非常簡單的應用即眾籌，而真正的合約，制定和執行過程都是非常復雜的, 很依靠人的智能；4.區塊鏈的本質是實現大規模的社會化協同，目前除比特幣外，目前還沒有看到更好的機制設計。[2018/5/12]

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