三分钟教您看懂中本聪是如何解决拜占庭将军问题的

拜占庭将军问题很多人可能听过，但不知道是什么意思，今天金猫kinmall就让你三分钟看懂区块链智慧是如何解决拜占庭将军问题的。

故事大概是这么说的：

拜占庭帝国即中世纪的土耳其，拥有巨大的财富，周围10个邻邦垂诞已久，但拜占庭高墙耸立，固若金汤，没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个邻邦入侵的都会失败，同时也有可能自身被其他9个邻邦入侵。拜占庭帝国防御能力如此之强，至少要有十个邻邦中的一半以上同时进攻，才有可能攻破。

然而，如果其中的一个或者几个邻邦本身答应好一起进攻，但实际过程出现背叛，那么入侵者可能都会被歼灭。

于是每一方都小心行事，不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军问题。

其实，在拜占庭问题里，各邻国最重要的事情是：所有国家如何能过达成共识去攻打拜占庭帝国。



针对这种情况，有科学家们提出了两种方案，即口头协议和书面协议。

解决方案一：口头协议

各个国家派信兵向其他所有国家传达口信，每个国家再将自己收到的口信传达给其他国家以供决策，最终多数投票即为共识。最终达成以下三点：

1、每个被发送的消息都能够被正确投递；

2、信息接受者知道消息是谁发的；

3、沉默（不发消息 ） 可以被检测；

但这个方案存在的缺陷也很明显：消息无法溯源，无法确定消息的上一来源是谁，如有叛徒，则难以找到叛徒所在。

解决方案二：书面协议

如果不形成共识会导致失败



各个国家派信兵向其他国家发送书面信息，并附其签章，其他国家收到书信后附上自己的意见与签章再发给剩余国家，最终得到共识。实现了以下三点：

1、签章有记录，解决溯源问题

2、签章难以伪造，篡改会被发现

3、任何国家都可验证其他国家的签章真伪

但这一解决方案依然存在缺陷：签章记录的保存人不一定可信，真正可信的签名体系很难实现。

以上两个方案，在任意时间，系统中可能会存在多个提案，即每个国家都可以传出自己的意见 。 这就是一个由互不信任的各个邻邦国家所构成的分布式网络，要获得最大的利益，又必须一起努力才能完成，如何达成一致的共识，变成了一个难题。



虽然，拜占庭将军问题是由莱斯利·兰伯特提出的，但真正解决这一难题的是中本聪。

解决方案三：区块链技术，信息同步，达成共识

中本聪在比特币白皮书中，通过“比特币协议”给出了终极解决方案。

1、引入“工作量证明”机制（PoW），只有第一个完成规定计算工作的国家才能传播信息，从而保证一段时间内只有一个提案。

2、引入非对称加密算法，为信息传递提供签名技术支持，以保证消息传递的私密性，且不可抵赖、不可篡改。



于是10个国家组成了这样一个分布式网络：

1、每个国家都有一份实时与其他国家同步的消息账本。

2、账本里有每个国家的签名都是可以验证身份的。如果有哪些消息不一致，可以知道消息不一致的是哪些国家。

3、尽管有消息不一致的，只要超过半数同意进攻，少数服从多数，共识达成。

由此，在一个分布式的系统中，尽管有坏人，坏人可以做任意事情（不受protocol限制），比如不响应、发送错误信息、对不同节点发送不同决定、不同错误节点联合起来干坏事等。但是，只要大多数人是好人，就完全有可能去中心化地实现共识。

 

 

 

参考：三分钟教您看懂中本聪是如何解决拜占庭将军问题的