ARK:分布式一致性—拜占庭将军问题_COIN

提起区块链，大家似乎感觉这项技术很神秘。今天从技术的角度剖析一下区块链的分布式一致性问题，很多研究人员称此问题为分布式领域的幽灵，也就是大家常常听到的拜占庭将军问题。

拜占庭将军问题是LeslieLamport提出的针对分布式对等网络中的通信容错问题。

LeslieLamport在其论文TheByzantineGeneralsProblem中以一个示例形象的描述了此问题：一组拜占庭将军分别各率领一支军队共同围困一座城市。为了简化问题，各支军队的行动策略仅限定为进攻或撤离两种。因为部分军队进攻、部分军队撤离可能会造成灾难性后果，因此各位将军必须通过投票来达成一致策略，即所有军队一起进攻或所有军队一起撤离。因为各位将军分别处于城市不同方向，他们只能通过信使互相联系。在投票过程中每位将军都将自己投票给进攻还是撤退的信息通过信使分别通知其他所有将军，从而，每位将军根据自己的投票和其他所有将军送来的信息就可以知道共同的投票结果而决定行动策略。

ChainUP：分布式存储、区块链+大数据成新基建方向:7月17日，由黑犇科技主办的“2020年度IPFS分布式存储技术交流会”在上海举行，ChainUP作为合作伙伴参加活动。

活动围绕IPFS分布式存储技术、Filcoin主网上线后的预测、IPFS的未来价值等话题展开交流。ChainUP认为，分布式存储、区块链+大数据成为新基建的方向，所以目前做这方面的创业或者投资，符合国家新战略，有非常多的投资价值和创业机会。近期ChainUP也联合节点资本成立了一个2000万美元的专项基金，用于投资IPFS相关领域，ChainUP将和业内创业团队、技术团队、有潜力的项目，进行包括资本层面在内的深度合作。[2020/7/17]

用通信术语描述拜占庭将军问题：可靠的计算机系统必须处理有故障的组件，这些组件的引入可能与系统其它部分信息冲突。根本不发送任何消息，向不同的邻居发送不同且错误的消息，以及谎报自己的输入值。一个可靠的计算机系统必须能够处理一个或多个组件的失败。失败的组件出现被忽略的行为，向系统的其他部分发送不一致的信息。

支付宝自研分布式数据库OceanBase向全球开放，可兼容Oracle:由支付宝自研的金融级分布式数据库OceanBase正式通过阿里云向全球开放，企业可在云上获得“支付宝同款”的数据库处理能力。支付宝方面介绍称，OceanBase可实现数千亿条记录、数百TB数据上的跨行跨表事务，可兼容Oracle和Mysql，支持一键快速迁移，并提供云上的完整生态服务。目前，OceanBase已经在建设银行、南京银行等多家商业银行和保险机构上线。（IT之家）[2020/3/25]

在分布式计算中，不同的计算交换通讯信息从而达成共识并按照同一套协作策略行动。但有时，系统中的成员计算机可能因出错而发送错误的信息，用于传递信息的通讯网络也可能导致信息损坏，使得网络中不同的成员关于全体协作的策略得出不同结论，从而破坏系统一致性。

声音 | 联合广场风投分析师：分布式计算平台的核心竞争力是完整性而非价格:据ChainNews消息，近日，联合广场风投（Union Square Ventures）分析师Dani Grant撰写文章修正去年的一个判断：她去年曾认为价格是分布式计算项目与中心化云服务提供商竞争时最吸引人的卖点，但她现在认为，想要击败中心化的提供商，分布式计算平台的核心竞争力应该是在为开发人员提供完整性（Integrity）方面。[2019/3/12]

拜占庭将军问题是存在前提假设条件的，在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的，因此对一致性的研究一般假设是建立在信道是可靠的这个前提下。拜占庭将军问题的核心是允许存在少数节点作恶的情况下如何达成共识的问题。

声音 | Joseph Young：分布式交易所做KYC破坏了重点:福布斯分析师Joseph Young发推特表示，许多分布式交易所的经营并不成功，因为它们是一个分布与集中的混合体。交易所要么必须是完全分布式的，要么必须是集中的，处于两者之间的交易所没有什么优点。分布式交易所做KYC是一种对重点的破坏。[2018/12/10]

拜占庭将军问题实际上是如何让一个分布式系统的保持一致性和在特定条件下保持正确性的问题。可抽象为满足以下2个条件的算法：

条件IC1.所有忠诚的将军得出相同的作战指令，并且按指令执行，保持指令的一致性。

条件IC2.如果作战指令是忠诚的将军发出的，所有忠诚的将军会遵循该将军发出的作战指令，特定条件下的正确性。

LeslieLamport论文里TheByzantineGeneralsProblem提到了OralMessages和Signedmessages两个解决方案，其算法如下：

1、OM(m)口头协议算法

结论：如果有m个叛军，必须至少有3m+1位将军才能保证口头协议算法能解“拜占庭将军问题”。

前提假设：

A1.每个被发送的消息都能够被正确的投递

A2.信息接收者知道是谁发送的消息

A3.能够知道缺少的消息(如果叛军不配合发送消息，算法默认一个值“撤退”的来替代)

证明过程：

https://www.microsoft.com/en-us/research/uploads/prod/2016/12/The-Byzantine-Generals.pdf

2、SM签名协议算法

结论：在不管有多少叛军的情况下，都能让忠诚的将军们保持一致的行动

前提假设：

A1.每个被发送的消息都能够被正确的投递

A2.信息接收者知道是谁发送的消息

A3.能够知道缺少的消息(如果叛军不配合发送消息，算法默认一个值“撤退”的来替代)

A4.1签名不可被伪造，一旦被篡改即可发现

A4.2任何人都可以验证将军签名的可靠性

证明过程：

https://www.microsoft.com/en-us/research/uploads/prod/2016/12/The-Byzantine-Generals.pdf

读者如果想对分布式算法深入解析，如Paxos、Pow、BFT，推荐区块链核心算法一书，文中有部分值得深入研读的参考文献。

参考文献：

TheByzantineGeneralsProblem.LESLIELAMPORT,ROBERTSHOSTAK,andMARSHALLPEASESRIInternational

区块链核心算法解析.RogerWattenhofer

参考链接

TheByzantineGeneralsProblem

同步链接：

https://www.microsoft.com/en-us/research/uploads/prod/2016/12/The-Byzantine-Generals.pdf

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