Domov
Články
Vysvetlenie byzantskej tolerancie ch├Żb

Vysvetlenie byzantskej tolerancie ch├Żb

Roz┼í├şren├ę
Zverejnen├ę Dec 6, 2018Aktualizovan├ę Aug 17, 2023
5m

Od vzniku bitcoinu v┬ároku 2008 ako elektronick├ęho hotovostn├ęho syst├ęmu peer-to-peer bolo vytvoren├Żch mnoho ─Ćal┼í├şch kryptomien. Ka┼żd├í z┬ánich pou┼ż├şva ┼ípecifick├Ż mechanizmus. Jednou vecou, ktor├║ v┼íak maj├║ takmer v┼íetky kryptomeny spolo─Źn├ę, je blockchain ako z├íkladn├Ż prvok ich architekt├║ry.

A┼ż na nieko─żko v├Żnimiek s├║ blockchainy z├ímerne navrhnut├ę tak, aby boli decentralizovan├ę. Z├írove┼ł funguj├║ ako digit├ílny ledger, ktor├Ż je udr┼żiavan├Ż distribuovanou sie┼ąou po─Ź├şta─Źov├Żch uzlov. Z┬átohto d├┤vodu technol├│gia blockchain umo┼żnila vytvorenie ekonomick├Żch syst├ęmov bez potreby tret├şch str├ín, ktor├ę umo┼ż┼łuj├║ uskuto─Ź┼łovanie transparentn├Żch a┬áspo─żahliv├Żch finan─Źn├Żch transakci├ş bez potreby sprostredkovate─żov. Kryptomeny sa za─Ź├şnaj├║ uzn├íva┼ą ako ┼żivotaschopn├í alternat├şva k┬átradi─Źn├Żm bankov├Żm a┬áplatobn├Żm syst├ęmom. Vo ve─żmi ve─żkej miere z├ívisia na d├┤vere.

Rovnako ako v├Ą─Ź┼íina distribuovan├Żch v├Żpo─Źtov├Żch syst├ęmov, aj ├║─Źastn├şci kryptomenovej siete sa musia pravidelne zhodn├║┼ą na aktu├ílnom stave blockchainu. Toto sa naz├Żva dosiahnutie konsenzu. Dosiahnutie konsenzu na distribuovan├Żch sie┼ąach bezpe─Źn├Żm a┬áefekt├şvnym sp├┤sobom v┼íak ani z─Ćaleka nie je ─żahk├ę.

Ako sa m├┤┼że distribuovan├í sie┼ą po─Ź├şta─Źov├Żch uzlov dohodn├║┼ą na rozhodnut├ş, ak je pravdepodobn├ę, ┼że niektor├ę z┬áuzlov zlyhaj├║ alebo bud├║ kona┼ą ne─Źestne? Toto je z├íkladn├í ot├ízka takzvan├ęho probl├ęmu byzantsk├Żch gener├ílov, z┬áktor├ęho sa zrodil koncept byzantskej odolnosti vo─Źi chyb├ím.


─îo je probl├ęm byzantsk├Żch gener├ílov?

Stru─Źne povedan├ę, probl├ęm byzantsk├Żch gener├ílov bol formulovan├Ż v┬ároku 1982 ako logick├í dilema, ktor├í zn├ízor┼łuje, ak├ę probl├ęmy m├┤┼że ma┼ą skupina byzantsk├Żch gener├ílov s┬ákomunik├íciou, ke─Ć sa sna┼żia dohodn├║┼ą na ─Ćal┼íom postupe.

Dilema predpoklad├í, ┼że ka┼żd├Ż gener├íl m├í svoju vlastn├║ arm├ídu a┬á┼że ka┼żd├í skupina sa nach├ídza na r├┤znych miestach okolo mesta, na ktor├ę chce za├║to─Źi┼ą. Gener├íli sa potrebuj├║ dohodn├║┼ą, ─Źi za├║to─Źia alebo ust├║pia. Nez├íle┼ż├ş na tom, ─Źi za├║to─Źia alebo ust├║pia, pokia─ż sa v┼íetci gener├íli dohodn├║ na spolo─Źnom konsenze, t.┬áj. spolo─Źnom rozhodnut├ş t├Żkaj├║com sa koordinovanej ─Źinnosti.

Preto m├┤┼żeme zv├í┼żi┼ą nasleduj├║ce po┼żiadavky:

  • Ka┼żd├Ż gener├íl sa mus├ş rozhodn├║┼ą: ├║tok alebo ├║stup (├íno alebo nie);

  • Po prijat├ş rozhodnutia u┼ż nie je mo┼żn├ę rozhodnutie zmeni┼ą;

  • V┼íetci gener├íli musia s├║hlasi┼ą s┬árovnak├Żm rozhodnut├şm a┬ávykona┼ą ho synchronizovan├Żm sp├┤sobom.

Uveden├ę komunika─Źn├ę probl├ęmy s├║visia s┬át├Żm, ┼że jeden gener├íl je schopn├Ż komunikova┼ą s┬ádruh├Żm len prostredn├şctvom spr├ív, ktor├ę doru─Źuje posol. V┬ád├┤sledku toho je hlavnou v├Żzvou probl├ęmu byzantsk├Żch gener├ílov to, ┼że m├┤┼że d├┤js┼ą k┬áoneskoreniu, zni─Źeniu alebo strate spr├ív.

Navy┼íe, aj v┬ápr├şpade spr├ívneho doru─Źenia spr├ívy sa jeden alebo viacer├ş gener├íli m├┤┼żu rozhodn├║┼ą (z┬áak├ęhoko─żvek d├┤vodu) kona┼ą zlomyse─żne a┬áposla┼ą podvodn├║ spr├ívu, aby zmiatli ostatn├Żch gener├ílov, ─Źo vedie k┬á├║pln├ęmu zlyhaniu.

Ak aplikujeme t├║to dilemu na kontext blockchainov, ka┼żd├Ż gener├íl predstavuje uzol siete a┬áuzly musia dosiahnu┼ą konsenzus t├Żkaj├║ci sa aktu├ílneho stavu syst├ęmu. Inak povedan├ę, aby sa predi┼ílo ├║pln├ęmu zlyhaniu, v├Ą─Ź┼íina ├║─Źastn├şkov v┬ár├ímci distribuovanej siete mus├ş s├║hlasi┼ą a┬árovnakou ─Źinnos┼ąou a┬ávykona┼ą ju.

Preto jedin├Ż sp├┤sob, ako dosiahnu┼ą konsenzus v┬át├Żchto typoch distribuovan├Żch syst├ęmov, je ma┼ą aspo┼ł Ôůö alebo viac spo─żahliv├Żch a┬ápoctiv├Żch sie┼ąov├Żch uzlov. To znamen├í, ┼że ak sa v├Ą─Ź┼íina siete rozhodne kona┼ą zlomyse─żne, syst├ęm je n├íchyln├Ż na zlyhania a┬á├║toky (napr├şklad ├║tok 51┬á%).


Byzantsk├í odolnos┼ą vo─Źi chyb├ím (BFT)

V┬ákr├ítkosti, byzantsk├í odolnos┼ą vo─Źi chyb├ím (BFT) je vlastnos┼ąou syst├ęmu, ktor├Ż je schopn├Ż odola┼ą skupine zlyhan├ş odvoden├Żch od probl├ęmu byzantsk├Żch gener├ílov. To znamen├í, ┼że syst├ęm byzantskej odolnosti vo─Źi chyb├ím je schopn├Ż fungova┼ą aj v┬ápr├şpade, ┼że niektor├ę uzly zlyhaj├║ alebo sa spr├ívaj├║ ┼íkodlivo.┬á

Na vyrie┼íenie probl├ęmu byzantsk├Żch gener├ílov existuje viacero sp├┤sobov, a┬ápreto existuje viacero sp├┤sobov budovania syst├ęmu byzantskej odolnosti vo─Źi chyb├ím. Podobne existuj├║ r├┤zne pr├şstupy pre blockchain na dosiahnutie byzantskej odolnosti vo─Źi chyb├ím, ─Źo n├ís priv├ídza k┬átakzvan├Żm konsenzu├ílnym algoritmom.


Konsenzuálne algoritmy blockchainov

Konsenzu├ílny algoritmus m├┤┼żeme definova┼ą ako mechanizmus, prostredn├şctvom ktor├ęho blockchainov├í sie┼ą dosiahne konsenzus. Najbe┼żnej┼íie pou┼ż├şvan├Żmi s├║ Proof of Work (PoW) a┬áProof of Stake (PoS). Zoberme si ako pr├şklad Bitcoin.

Zatia─ż ─Źo protokol Bitcoinu predpisuje prim├írne pravidl├í syst├ęmu, konsenzu├ílny algoritmus PoW definuje, ako sa bud├║ tieto pravidl├í dodr┼żiava┼ą, aby sa dosiahol konsenzus (napr├şklad po─Źas overovania a┬ávalid├ície transakci├ş).

Aj ke─Ć koncept Proof of Work je star┼í├ş ako kryptomeny, Satoshi Nakamoto vyvinul jeho upraven├║ verziu ako algoritmus, ktor├Ż umo┼żnil vytvorenie Bitcoinu ako syst├ęmu byzantskej tolerancie ch├Żb.

V┼íimnite si, ┼że algoritmus PoW nie je ├║plne odoln├Ż vo─Źi byzantsk├Żm chyb├ím, ale kv├┤li n├íkladn├ęmu procesu ┼ąa┼żby a┬áz├íkladn├Żm kryptografick├Żm technik├ím sa uk├ízalo ┼że PoW je jeden z┬ánajbezpe─Źnej┼í├şch a┬ánajspo─żahlivej┼í├şch n├ístrojov pre blockchainov├ę siete. V┬átomto zmysle je konsenzu├ílny algoritmus Proof of Work, ktor├Ż navrhol Satoshi Nakamoto, mnoh├Żmi pova┼żovan├Ż za jedno z┬ánajgeni├ílnej┼í├şch rie┼íen├ş byzantsk├Żch ch├Żb.


Z├ívere─Źn├ę my┼ílienky

Probl├ęm byzantsk├Żch gener├ílov je zauj├şmavou dilemou, ktor├í nakoniec viedla k┬ávzniku syst├ęmov byzantskej tolerancie ch├Żb, ktor├ę sa vo ve─żkej miere pou┼ż├şvaj├║ v┬ár├┤znych scen├íroch. Okrem odvetvia blockchainov n├íjdeme nieko─żko pr├şpadov pou┼żitia syst├ęmov byzantskej tolerancie ch├Żb v┬áleteckom a┬ávesm├şrnom priemysle a┬ájadrovej energetike.

V┬áodvetv├ş kryptomien je efekt├şvna sie┼ąov├í komunik├ícia, spolu s┬ádobr├Żm mechanizmom konsenzu, pre ak├Żko─żvek blockchainov├Ż ekosyst├ęm ┼żivotne d├┤le┼żit├í. Zabezpe─Źenie t├Żchto syst├ęmov je trval├Żm ├║sil├şm. Existuj├║ce konsenzu├ílne algoritmy v┼íak e┼íte st├íle ─Źelia nieko─żk├Żm obmedzeniam, ktor├ę musia prekona┼ą (napr├şklad ┼ík├ílovate─żnos┼ą). Napriek tomu s├║ algoritmy PoW a┬áPoS ve─żmi zauj├şmav├ę pr├şstupy, ke─Ć┼że syst├ęmy byzantskej tolerancie ch├Żb a┬ápotenci├ílne aplik├ície ur─Źite sl├║┼żia ako in┼ípir├ícia pre rozsiahle inov├ície.