BFT技術(shù)即拜占庭容錯技術(shù)，是一類分布式計算領(lǐng)域的容錯技術(shù)。名稱拜占庭是一個泛指，它代表著計算機領(lǐng)域，在這個領(lǐng)域內(nèi)會有很多問題，如硬件錯誤、網(wǎng)絡(luò)擁堵或中斷以及遭到惡意攻擊等等，造成計算機網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)的混亂。BFT技術(shù)就是為了使混亂狀態(tài)達到一致性。

拜占庭將軍問題

BFT技術(shù)的由來源于一個叫拜占庭將軍問題。

拜占庭位于如今的土耳其的伊斯坦布爾，是東羅馬帝國的首都，由于當時拜占庭羅馬帝國國土遼闊，每支軍隊的駐地分隔很遠，將軍們只能靠信使傳遞消息。發(fā)生戰(zhàn)爭時，將軍們必須制訂統(tǒng)一的行動計劃。然而，這些將軍中有叛徒，叛徒希望通過影響統(tǒng)一行動計劃的制定與傳播，破壞忠誠的將軍們一致的行動計劃。因此，將軍們必須有一個預(yù)定的方法協(xié)議，使所有忠誠的將軍能夠達成一致，而且少數(shù)幾個叛徒不能使忠誠的將軍做出錯誤的計劃。也就是說，拜占庭將軍問題的實質(zhì)就是要尋找一個方法，使得將軍們能在一個有叛徒的非信任環(huán)境中建立對戰(zhàn)斗計劃的共識，拜占庭問題就此形成。

拜占庭將軍問題（Byzantine Generals Problem），首先由Leslie Lamport與另外兩人在1982年提出，很簡單的故事模型，卻困擾了計算機科學家們數(shù)十年。

我們將拜占庭將軍問題簡化一下，所有忠誠的將軍都能夠讓別的將軍接收到自己的真實意圖，并最終一致行動；而形式化的要求就是，“一致性”與“正確性”。

一致性：每個忠誠的將軍必須收到相同的命令值vi（vi是第i個將軍的命令）

正確性：如果第i個將軍是忠誠的，那么他發(fā)送的命令和每個忠誠將軍收到的vi相同。

Lamport對拜占庭將軍的問題的研究表明，當n>3m時，即叛徒的個數(shù)m小于將軍總數(shù)的n的1/3時，通過口頭同步通信（假設(shè)通信是可靠的），可以構(gòu)造同時滿足“一致性”和“正確性”的解決方法，即將軍們可以達成一致的命令。

BFT理論算法

BFT即拜占庭容錯系統(tǒng)，英文全稱是Byzantine Fault Tolerance，是一種理論上解決拜占庭問題的方法，并非實用，不過基于BFT理論延伸出了其他共識機制。

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的記賬共識和拜占庭將軍的問題是相似的。參與共識記賬的每一個節(jié)點相當于將軍，節(jié)點之間的消息傳遞相當于信使，某些節(jié)點可能由于各種原因而產(chǎn)生錯誤的信息傳遞給其他節(jié)點。通常這些發(fā)生故障的節(jié)點被稱為拜占庭節(jié)點，而正常的節(jié)點即為非拜占庭節(jié)點。

假設(shè)分布式系統(tǒng)擁有n臺節(jié)點，并假設(shè)整個系統(tǒng)拜占庭節(jié)點不超過m臺（n≥3m+1），拜占庭容錯系統(tǒng)需要滿足如下兩個條件：

所有非拜占庭節(jié)點使用相同的輸入信息，產(chǎn)生同樣的結(jié)果。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，可以理解為，隨機數(shù)相同、區(qū)塊算法相同、原賬本相同的時候，計算結(jié)果相同。

如果輸入的信息正確，那么所有非拜占庭節(jié)點必須接收這個消息，并計算相應(yīng)的結(jié)果。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，可以理解為，非拜占庭節(jié)點需要對客戶的請求進行計算并生成區(qū)塊。

另外，拜占庭容錯系統(tǒng)需要達成如下兩個指標：

安全性：任何已經(jīng)完成的請求都不會被更改，它可以在以后請求看到。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，可以理解為，已經(jīng)生成的賬本不可篡改，并且可以被節(jié)點隨時查看。

活性：可以接受并且執(zhí)行非拜占庭客戶端的請求，不會被任何因素影響而導致非拜占庭客戶端的請求不能執(zhí)行。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，可以理解為，系統(tǒng)需要持續(xù)生成區(qū)塊，為用戶記賬，這主要靠挖礦的激勵機制來保證。

在分析拜占庭問題的時候，假設(shè)信道是可信的。拓展開來，在拜占庭容錯系統(tǒng)，普遍采用的假設(shè)條件包括：

拜占庭節(jié)點的行為可以是任意的，拜占庭節(jié)點之間可以共謀；

節(jié)點之間的錯誤是不相關(guān)的；

節(jié)點之間通過異步網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)中的消息可能丟失、亂序并延時到達，但大部分協(xié)議假設(shè)消息在有限的時間里能傳達到目的地；

節(jié)點之間傳遞的信息，第三方可以嗅探到，但是不能篡改、偽造信息的內(nèi)容和破壞信息的完整性。

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