區(qū)塊鏈的解決方案是如何解決拜占庭將軍問題的

每一本講區(qū)塊鏈技術(shù)的書籍，幾乎都會講到拜占庭將軍問題，看到這個詞語時，我曾經(jīng)一度認為有一位名叫拜占庭的將軍帶領(lǐng)著一支龐大的軍隊打仗時遇到了難題，但查閱了一些資料后，發(fā)現(xiàn)實際上并沒有拜占庭將軍，也沒有這場戰(zhàn)爭，完全是計算機專家假想出的問題。

1拜占庭帝國

拜占庭這個專有名詞取自于拜占庭帝國，又叫東羅馬帝國，其軍事力量很強大，地處現(xiàn)今歐洲的土耳其國家。

在《區(qū)塊鏈----從數(shù)字貨幣到信用社會》中關(guān)于拜占庭將軍問題的描述有點小錯誤，書中把問題描述成10個鄰國去攻打拜占庭國家，但查到這個問題的提出者Leslie Lamport的論文原稿時，實際上這是一個假想的問題。

萊斯利·蘭伯特（Leslie Lamport），是微軟研究院的首席研究員，曾獲得2013年圖靈獎——計算機界的諾貝爾獎。這家伙覺得故事讓問題變得受歡迎，因此他在提出觀點和問題時常用故事背景吸引眼球，拜占庭將軍的故事就是蘭伯特在研究分布式系統(tǒng)容錯性的時候編出的一個故事。

外國研究人員引用歐洲歷史來舉例說明一個算法問題，中國人容易誤解，拜占庭幅員遼闊、軍事力量強大，派出多支部隊去攻打敵軍，并不是挨打。

2問題描述

論文中的原文：

We imagine that several divisions of the Byzantine army are camped outside an enemy city， each division commanded by its own general. The generals can communicate with one another only by messenger. After observing the enemy， they must decide upon a common plan of acTIon. However， some of the generals may be traitors， trying to prevent the loyal generals from reaching agreement.

假設(shè)拜占庭帝國的幾支軍隊在敵人的城池外扎營，每支軍隊聽命于自己的將軍，這些將軍之間只能通過信使傳遞消息。在對敵軍進行偵察后，將軍們必須制訂一份共同行動計劃。但是，有些將軍可能是叛徒，這些叛徒會阻礙那些忠誠的將軍達成共識。

這個問題的簡潔描述：在已知有間諜的分布式軍隊中，將軍們?nèi)绾芜_成共識，執(zhí)行共同的作戰(zhàn)計劃，來取得戰(zhàn)爭的勝利。

3問題的難點

這個問題困擾了程序員們很多年，直到比特幣的出現(xiàn)。通常會遇到的問題有：

這些將軍離得很遠，不能每遇到一個問題，就聚到一起開會商量對策

這些將軍中可能有少量叛徒，叛徒會亂發(fā)消息

信使在傳遞消息時可能會把信弄丟

信息可能會被敵國截獲

無法確認消息是否真的來自某位將軍

將軍們在商量過程中可能會浪費很多天時間，貽誤戰(zhàn)機

4區(qū)塊鏈的解決方案

把軍隊想像成計算機節(jié)點，把信使想像成計算機間的網(wǎng)絡(luò)通訊，攻占敵軍就是寫入一個大家公認的區(qū)塊記錄。

區(qū)塊鏈技術(shù)在發(fā)送信息中加入了成本，降低了信息傳遞的速率，并采用了工作量證明（PoW），即一個節(jié)點必須經(jīng)過大量嘗試性計算才能得出一個結(jié)果，而其它節(jié)點只需極少的時間就能證明其真?zhèn)危@樣能夠減少垃圾消息、假消息在節(jié)點間傳播的狀況。

挖礦節(jié)點把一段時間內(nèi)的交易信息打包成一個區(qū)塊，蓋上時間戳，與上一個區(qū)塊銜接在一起，每個區(qū)塊都包含了上一個區(qū)塊的索引（哈希值），然后再寫入新的信息，從而形成新的區(qū)塊，首尾相連，最終形成了區(qū)塊鏈。

用工作量證明、公鑰加密等技術(shù)，使比特幣網(wǎng)絡(luò)從一個去中心化的不可信網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榭尚啪W(wǎng)絡(luò)，使所有參與者可以在某些事情上達成一致，使價值傳遞成為了可能。