区块链导论 共识机制.ppt

:拜占庭帝国国土辽阔,每支军队的驻地分隔很远,将军们只能靠信使传递消息。拜占庭帝国在军事行动中,通过将军少数服从多数的集体投票策略选择进攻或者撤退,如果有大部分将军决定进攻,则采取进攻策略,反之选择撤退策略。但是将军或传令官中如果出现叛徒,叛徒会通过传播虚假命令影响其集体投票的结果或统一行动的计划。怎样使得将军们能在一个有叛徒的非信任环境中建立对战斗计划的共识呢?区块链导论拜占庭容错技术◆策略:将军们预先制定一种方法或协议,使所有忠诚的将军能够达成一致,而且少数几个叛徒不能使忠诚的将军做出错误的计划打→攻打→识A05验退攻打→攻打G拜占庭将军问题区块链导论拜占庭容错技术◆拜占庭容错技术(BFT):来源于拜占庭将军问题,广泛应用于解决分布式系统容错问题的技术,是由LeslieLamport提出的关于P2P网络通信的基本问题:在不可靠信道上,通过消息传递的方式难以保证系统状态的一致性◆参与区块链系统共识记账的每一个网络节点相当于将军,节点之间的交易信息传递相当于信使,某些节点可能由于各种原因而产生错误的信息并传达给其他节点。通常,这些发生故障节点被称为拜占庭节点,而正常的节点即为非拜占庭节点。区块链导论拜占庭容错技术◆拜占庭系统普遍采用的假设条件包括(1)拜占庭节点的行为可以是任意的,拜占庭节点之间可以共谋(2)节点之间的错误不相关(3)节点之间通过异步网络连接,网络中的消息可能丢失、乱序并延时到达,但大部分协议假设消息在有限的时间里能传达到目的地:(4)服务器之间传递的信息,第三方可以嗅探到,但是不能篡改、伪造信息的内容和验证信息的完整性区块链导论拜占庭容错技术◆假设基于拜占庭容错的P2P网络系统是拥有N个节点的系统,则对于每一个请求,该系统需要满足以下条件:(1)当非拜占庭节点有相同的输入信息,则它们会产生同样的结果(2)如果输入的信息通过验证,非拜占庭节点必须接收这个信息,并输出相应的结果◆基于拜占庭容错的P2P网络系统的实际运作过程中,还需要假设整个系统中拜占庭节点不超过皿(m<n/2)个,并且每个请求还需要满足安全性和存活性两个指标(1)安全性:任何已经完成的请求都不能被更改(2)存活性:◆Pow共识机制:通过算力资源,计算出一个符合规则的随机数,即可获得记账权。◆PoW的共识形成过程是俗称的“挖矿”,每个参与竞争记账权的节点称为“矿工”,“挖矿”的过程就是各个“矿工”通过计算资源来竞争同一个难度具有可动态变化和调整的书写问题,并且成功解决该数学问题的“矿工”将获得区块链的记账权。区块链导论