读:联邦拜占庭协议系统的意义及实例

贫僧法号 悬空水手发布在 技术讨论
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加密货币是分散化的,因此有许多参与者(或节点、验证器)验证交易。交易总额构成的账本被复制到所有参与节点上。但是他们如何达成一致,哪些交易是发生了的呢?在比特币中,这是由计算能力决定的,但是像恒星共识协议(SCP)这样的协商共识协议也可以用来实现相同的目标。本文解释了SCP的一个基本构建块,即联邦拜占庭协议系统(FBAS)或“联邦投票”,以支持分布式账本的同步。

拜占庭协议

在协商共识协议中,目标是让所有节点都同意一些事实。拜占庭协议还允许节点就一个事实达成一致,但是对于大量的拜占庭参与者来说,协议是健壮的。拜占庭的参与者是协议的参与者,他们不遵守协议就会失败,甚至表现出恶意的行为。在加密货币中,这可能会导致故意阻止交易,以启用双重支出攻击的行为。

联邦拜占庭协议系统(FBAS)

FBAS的设计方式是,即使节点加入或离开,协议仍然可以找到共识。如果协议是基于多数的,就会出现任意节点加入协议的问题,因为攻击者可以使用大量节点来影响一致性。

(注意:每个片中总是包含自己的节点)。如果Alice、Bob和Carol以相同的方式定义他们的分片,您将开始对一个主题进行投票,并且第5个人Marvin想要恶意地影响您的共识,那么他可以使用任意数量的节点来加入协议。只要Marvin不包含在您或您的朋友的任何仲裁片中,他就不能影响任何东西。

一个示例实现

我们构建了一个基本的示例,它实现了FBAS,并提供了一个UI来选择分片并保存投票。您可以在github上找到(并运行)代码。

下面的例子将从原型上来解释一些简单的情况:

我们的节点被称为scotch, saw, bacon 和bull.。片的配置类似于前面的示例,每个节点都定义,任何其他两个节点都足以说服该节点。

节点“saw”对“Transaction A”投赞成票

在所有节点都投赞成票之后,所有节点将找到一个仲裁片并最终确认该投票。  

在节点“scotch”确认了“Transaction A”。
当一个节点看到一个节点的法定数量,为一个主题投票或接受“yes”时,它将接受该主题的“yes”。如果它看到该主题有一个节点接受“yes”的仲裁,它将移动到确认该主题的“yes”。quorum是一组节点,其中所有这些节点都确信自己。quorum可能只有一小块大小,但也可能更大。在本例中,首先发现的法定人数是包含“scotch”(本身)、“saw”和“bacon”的法定人数。‘Saw’被‘scotch’和‘bacon’说服,‘bacon’被‘scotch’和‘Saw’说服。本例中的任何三个节点都可以找到没有第四个节点的情况下仲裁。注意,由于仲裁片的配置,并不总是这样,只是在本例中如此。

让我们做另一个实例,但这次其中一个节点投了反对票。

‘Scotch’ 开始投票支持交易B
‘Bacon’投了赞成票。
“Saw”投票反对(见gif)(未找到法定人数)  

“Saw”投票否决 

‘Bull’ 投了赞成票。

最后一个节点“Bull”投了赞成票,并找到了法定人数,即“Bull”、“scotch”和“bacon”。他们不关心“saw”投票“no”,因为其他3个节点中有2个足以说服“bull”。但是“锯” “Saw”现在怎么了?  

正如你所看到的,“saw”的结束状态——“saw”投票反对,但被接受并确认为“yes”,但这是为什么呢?这是由于第二个条件,它可以导致一个节点接受一些东西,这被称为阻塞集。这意味着在每个分片中,至少有一个节点接受了另一个值。通过这种方式,节点知道,它投票支持的值永远不会有仲裁,因此它接受另一个值。在这个例子中,bacon 和bull,都投了赞成票,这就会导致分片。

 

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