故事梗概
拜占庭帝國(guó)即中世紀(jì)的土耳其，擁有巨大的財(cái)富，周圍10個(gè)鄰邦垂誕已久，但拜占庭高墻聳立，固若金湯，沒有一個(gè)單獨(dú)的鄰邦能夠成功入侵。任何單個(gè)鄰邦入侵的都會(huì)失敗，同時(shí)也有可能自身被其他9個(gè)鄰邦入侵。拜占庭帝國(guó)防御能力如此之強(qiáng)，至少要有十個(gè)鄰邦中的一半以上同時(shí)進(jìn)攻，才有可能攻破。
然而，如果其中的一個(gè)或者幾個(gè)鄰邦本身答應(yīng)好一起進(jìn)攻，但實(shí)際過(guò)程出現(xiàn)背叛，那么入侵者可能都會(huì)被殲滅。
于是每一方都小心行事，不敢輕易相信鄰國(guó)。這就是拜占庭將軍問(wèn)題。
故事解剖
在拜占庭問(wèn)題中，最重要的point就是：所有將軍如何達(dá)成一致攻打拜占庭的共識(shí)，這當(dāng)中，可能出現(xiàn)的情況舉例如下：
- 存在叛徒，欺騙其他將軍自己將采取行動(dòng)
- 叛徒可能迷惑其他將軍，使他們接受的消息不一致（傳遞消息的過(guò)程）
用一個(gè)模型解釋一下：
假設(shè)只有3個(gè)人，A、B、C，三人中如果其中一個(gè)是叛徒。當(dāng)A發(fā)出進(jìn)攻命令時(shí)，B如果是叛徒，他可能告訴C，他收到的是“撤退”的命令。這時(shí)C收到一個(gè)“進(jìn)攻”，一個(gè)“撤退“，于是C被信息迷惑，而無(wú)所適從。
如果A是叛徒。他告訴B“進(jìn)攻”，告訴C“撤退”。當(dāng)C告訴B，他收到“撤退”命令時(shí)，B由于收到了司令“進(jìn)攻”的命令，而無(wú)法與C保持一致。
正由于上述原因，在只有三個(gè)角色的系統(tǒng)中，只要有一個(gè)是叛徒，即叛徒數(shù)等于1/3，拜占庭問(wèn)題便不可解。
可以看得出，只要叛徒的數(shù)量大于或等于1/3，拜占庭問(wèn)題不可解
再度解剖拜占庭問(wèn)題
從技術(shù)上理解，拜占庭將軍問(wèn)題是分布式系統(tǒng)容錯(cuò)性問(wèn)題。加密貨幣建立在P2P網(wǎng)絡(luò)之上，是典型的分布式系統(tǒng)，類比一下，將軍就是P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，信使就是節(jié)點(diǎn)之間的通信，進(jìn)攻還是撤退的決定就是需要達(dá)成的共識(shí)。如果某臺(tái)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)拓機(jī)、掉線或攻擊網(wǎng)絡(luò)搞破壞，整個(gè)系統(tǒng)就要停止運(yùn)行，那這樣的系統(tǒng)將非常脆弱，所以容許部分節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)或搞破壞而不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行是必要的，這就需要算法理論上的支撐，保證分布式系統(tǒng)在一定量的錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)存在的情況下，仍然保持一致性和可用性。
而且，拜占庭將軍與兩軍問(wèn)題不同，前者假定信差沒有問(wèn)題，只是將軍出現(xiàn)了叛變等問(wèn)題；后者研究信差的通信問(wèn)題。
科學(xué)家們的解決方法
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口頭信息（未了）
即將軍們派人用口信傳遞信息，其實(shí)際含義是指：
- 每個(gè)被發(fā)送的消息均可被正確投遞
- 消息接受者知道消息是誰(shuí)發(fā)的
- 不發(fā)消息可被檢測(cè)
大白話就是，一個(gè)節(jié)點(diǎn)1發(fā)布消息，節(jié)點(diǎn)2-10都可以收到消息，其他節(jié)點(diǎn)類似，一輪下來(lái)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)手上都會(huì)有10個(gè)信息（進(jìn)攻或者撤退），這時(shí)候只要叛徒數(shù)目小于一半，那么
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書面協(xié)議
10個(gè)國(guó)家，每個(gè)國(guó)家都可以派人向各個(gè)國(guó)家派信，比如一起約定“某天早上六點(diǎn)，大家一起進(jìn)攻拜占庭，同意就簽個(gè)字”。收到信的國(guó)家如果同意的話，就可以在原信上簽名蓋章。
相比口頭協(xié)議，實(shí)際說(shuō)的是在這個(gè)多人的將軍模型中加了了個(gè)隱含條件：
- 將軍們能夠使用簽名技術(shù)，簽名不可偽造，一旦篡改即可發(fā)現(xiàn)。
- 同時(shí)任何人都可以驗(yàn)證簽名的可靠性。
書面協(xié)議相比口頭協(xié)議，所有的消息都是有記錄的，解決了追根溯源的問(wèn)題。
但是，簽名消息記錄的保存難以擺脫中心化的機(jī)構(gòu)。另外，倘若每個(gè)國(guó)家都各自向其他9個(gè)國(guó)家派出信使，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)即需要90次的傳輸才能完成一輪信息交流，但是每個(gè)國(guó)家可能回饋不同的進(jìn)攻時(shí)間，在這種異步通信的條件下，要能協(xié)商一致是個(gè)大問(wèn)題。
區(qū)塊鏈技術(shù)
終極解決方案到了——
如果10個(gè)將軍中的幾個(gè)同時(shí)發(fā)起消息，勢(shì)必會(huì)造成系統(tǒng)的混亂，造成各說(shuō)各的攻擊時(shí)間方案，行動(dòng)難以一致。
誰(shuí)都可以發(fā)起進(jìn)攻的信息，但由誰(shuí)來(lái)發(fā)出呢？中本聰巧妙地在個(gè)系統(tǒng)加入了發(fā)送信息的成本，即：
- 一段時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以傳播信息。
它加入的成本就是”工作量“——節(jié)點(diǎn)必須完成一個(gè)計(jì)算工作才能向各城邦傳播消息，當(dāng)然，誰(shuí)第一個(gè)完成工作，誰(shuí)才能傳播消息。（這也是工作量證明機(jī)制的意義：以檢驗(yàn)結(jié)果的方式證明你過(guò)去所做過(guò)了多少工作）
比特幣有一個(gè)算法難度，會(huì)
根據(jù)全網(wǎng)算力自動(dòng)調(diào)整，以保證網(wǎng)絡(luò)一直需要花費(fèi)10分鐘來(lái)找到一個(gè)有效的哈希值，并產(chǎn)生一個(gè)新區(qū)塊。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出統(tǒng)一進(jìn)攻的消息后，各個(gè)節(jié)點(diǎn)收到發(fā)起者的消息必須簽名蓋章，確認(rèn)各自的身份。中本聰在這里引用現(xiàn)代加密技術(shù)為這個(gè)信息簽名。
這種加密技術(shù)——非對(duì)稱加密，完全可以解決古代難以解決的簽名問(wèn)題：
- 消息傳送的私密性
- 能夠確認(rèn)身份
- 簽名不可偽造、篡改
- 通過(guò)區(qū)塊鏈，使用一個(gè)共同賬本。如果有一個(gè)叛徒（不誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)）修改了前面區(qū)塊的信息，計(jì)劃把錢全部劃歸自己所有，當(dāng)它廣播新區(qū)塊的時(shí)候，其他節(jié)點(diǎn)如何通過(guò)驗(yàn)證？如果大家手里沒有一份相同的賬本，肯定無(wú)法驗(yàn)證，問(wèn)題就會(huì)陷入僵局。基于P2P網(wǎng)絡(luò)的BT技術(shù)是成熟的，同步一個(gè)總帳是很簡(jiǎn)單的事情。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，在每個(gè)循環(huán)周期內(nèi)都是同步的，這讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)（將軍）做決策的時(shí)候就有了共同的基礎(chǔ)。
中本聰在設(shè)計(jì)比特幣時(shí)，它采用了一種工作量證明機(jī)制叫哈希現(xiàn)金，在一個(gè)交易塊這要找到一個(gè)隨機(jī)數(shù)，計(jì)算機(jī)只能用窮舉法來(lái)找到這個(gè)隨機(jī)數(shù)，可以說(shuō)，能不能找到全靠運(yùn)氣，所以對(duì)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這個(gè)世界上，只有隨機(jī)才是真正的公平，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)的最好辦法是使用數(shù)學(xué)，所有的將軍在尋找共識(shí)的過(guò)程，借助了大家都認(rèn)可的數(shù)學(xué)邏輯。
當(dāng)然了，憑什么要義務(wù)進(jìn)行計(jì)算工作，那么肯定要有一個(gè)激勵(lì)機(jī)制：比特幣的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制是每打包一個(gè)塊，目前是獎(jiǎng)勵(lì)25個(gè)比特幣，而拜占庭將軍問(wèn)題的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制可以是瓜分拜占庭獲得的利益。
如果又出現(xiàn)背叛怎么辦？
在這個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)里：
每個(gè)將軍都有一份實(shí)時(shí)與其他將軍同步的消息賬本。
賬本里有每個(gè)將軍的簽名都是可以驗(yàn)證身份的。如果有哪些消息不一致，可以知道消息不一致的是哪些將軍。
盡管有消息不一致的，只要超過(guò)半數(shù)同意進(jìn)攻，少數(shù)服從多數(shù)，共識(shí)達(dá)成（只要大多數(shù)是好人，那么就可以實(shí)現(xiàn)共識(shí)）。
區(qū)塊鏈上的共識(shí)機(jī)制主要解決由誰(shuí)來(lái)構(gòu)造區(qū)塊，以及如何維護(hù)區(qū)塊鏈統(tǒng)一的問(wèn)題。
拜占庭容錯(cuò)問(wèn)題需要解決的也同樣是誰(shuí)來(lái)發(fā)起信息，如何實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一同步的問(wèn)題。
注：區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)新人，若有不正確的地方，望指出
