区块链技术用解决拜占庭将军问题,什么是拜占庭将军问题

区块链技术用解决拜占庭将军问题,什么是拜占庭将军问题

一、拜占庭将军问题的起源

拜占庭位于如今的土耳其的伊斯坦布尔,是东罗马帝国的首都。由于当时拜占庭罗马帝国国土辽阔,为了防御目的,因此每个军队都分隔很远,将军与将军之间只能靠信差传消息。在战争的时候,拜占庭军队内所有将军和副官必需达成一致的共识,决定是否有赢的机会才去攻打敌人的阵营。但是,在军队内有可能存有叛徒和敌军的间谍,左右将军们的决定又扰乱整体军队的秩序。在进行共识时,结果并不代表大多数人的意见。这时候,在已知有成员谋反的情况下,其余忠诚的将军在不受叛徒的影响下如何达成一致的协议,拜占庭问题就此形成。

二、如何理解拜占庭将军问题

关于拜占庭将军问题,一个简易的非正式描述如下:

拜占庭帝国想要进攻一个强大的敌人,为此派出了10支军队去包围这个敌人。这个敌人虽不比拜占庭帝国,但也足以抵御5支常规拜占庭军队的同时袭击。基于一些原因,这10支军队不能集合在一起单点突破,必须在分开的包围状态下同时攻击。他们任一支军队单独进攻都毫无胜算,除非有至少6支军队同时袭击才能攻下敌国。他们分散在敌国的四周,依靠通信兵相互通信来协商进攻意向及进攻时间。困扰这些将军的问题是,他们不确定他们中是否有叛徒,叛徒可能擅自变更进攻意向或者进攻时间。在这种状态下,拜占庭将军们能否找到一种分布式的协议来让他们能够远程协商,从而赢取战斗?这就是著名的拜占庭将军问题。

应该明确的是,拜占庭将军问题中并不去考虑通信兵是否会被截获或无法传达信息等问题,即消息传递的信道绝无问。Lamport已经证明了在消息可能丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。所以,在研究拜占庭将军问题的时候,我们已经假定了信道是没有问题的,并在这个前提下,去做一致性和容错性相关研究。

三、拜占庭将军问题解决了哪个问题

拜占庭将军问题解决了分布式系统中的共识问题。

拜占庭将军问题是指在分布式系统中,在存在网络延迟、故障和恶意攻击等干扰因素的情况下,保证各个节点之间的信息交换和协商能够达成一致。这个问题的解决对于确保分布式系统的可靠性和一致性非常重要。通过研究拜占庭将军问题,人们提出了一系列共识算法和协议,如拜占庭容错算法和拜占庭共识算法,用于解决节点之间的一致性问题。这些算法和协议在分布式系统中被广泛应用,例如在区块链技术中,确保了数据的一致性和安全性。拜占庭将军问题的解决对于保障分布式系统的正常运行具有重要意义。

四、解决拜占庭将军问题相当于解决了什么问题

相当于解决了互联网交易、合作过程中的四个问题:

(1)信息发送的身份追溯。

(2)信息的私密性。

(3)不可伪造的签名。

(4)发送信息的规则。

拜占庭将军问题(Byzantine failures),是由莱斯利·兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。拜占庭假设是对现实世界的模型化,由于硬件错误、网络拥塞或断开以及遭到恶意攻击,计算机和网络可能出现不可预料的行为。

五、什么是拜占庭将军问题

1.拜占庭将军问题起源于拜占庭帝国,将军们需要在信息不完整和存在背叛风险的情况下达成共识。

2.该问题由兰伯特在1982年提出,其解决方案涉及到如何在不可靠的通信环境中确保所有将军的一致决策,即使存在叛徒。

3.兰伯特提出了口头协议和书面协议的早期解决方案,强调了正确性和一致性的重要性。

4.在将军与副官的模型中,系统的稳定性取决于忠诚节点数量相对于叛徒的数量。例如,当忠诚的节点数量远大于叛徒时(n大于3m),系统才能稳定运行。

5.拜占庭将军问题不仅在历史上具有重要意义,而且在现代技术中也有着广泛的应用。

6.在区块链技术中,例如比特币系统,拜占庭将军问题的解决方案如工作量证明(Proof of Work)用于确保交易记录的正确性,维护网络的正常运行。

7.拜占庭将军问题启发了科学家和工程师寻找更有效的分布式系统安全解决方案,并推动了信任、可靠性和共识机制的深入研究。

8.尽管这个问题已有数十年历史,但它仍然激发着对复杂系统中的协作难题和创新可能性的探索。

9.拜占庭帝国的智慧与现代科技的结合,为我们揭示了协作和创新在解决分布式系统问题中的重要性。

10.对于想要深入了解拜占庭将军问题的细节和实际应用的人,探索区块链的深度和未知边界将是一个令人兴奋的旅程。

六、为什么拜占庭皇帝巴兹尔二世不结婚呢

这个问题问得好,因为它与历史上几乎前所未有的事情有关:统治拜占庭鼎盛时期的皇帝巴兹尔二世(Basil II)在位49年(976-1025年)从未结婚,也没有孩子。当他66岁/67岁去世时,王位传给了他的弟弟君士坦丁八世。三年后,君士坦丁八世去世,只留下三个没有孩子的中年女儿。随之而来的不稳定通常被认为是11-c事件背后的原因之一。拜占庭下降。

那么我们如何解决这个难题呢?

一个有趣的理论来源于与巴兹尔同时代的法国僧侣阿德马尔·沙班内编年史上的一句话。在他对拜占庭-保加利亚战争的描述中,阿德马尔说:

就在这段时间里,保加利亚人奋起反抗,大肆掠夺希腊的土地。因此,巴西尔皇帝非常愤怒,向上帝发誓,如果他能把保加利亚人民臣服于希腊人,他就当僧侣。在他的军队与他们斗争多年之后,他取得了胜利[…]。正如他所发誓的那样,他按照希腊的方式养成了这一习惯,在他的余生里不与人交往,不吃肉,尽管他外表上似乎仍然受到帝国礼仪的包围。

这种誓言听起来很像现代希腊人所说的“塔玛”:一种还愿,通常是“牺牲”——包括对上帝或另一个圣像的承诺,以换取恩惠。这基本上是一种古老的“我付出,你也可以付出”的宗教心态。

没有拜占庭资料提到这样的誓言,这自然会引起怀疑。另一方面,阿德马尔的描述可以与迈克尔·普塞洛斯(Michael Psellos)的《Chronography》中的巴兹尔(Basil)画像相比较。Psellos说,巴兹尔在他20岁出头的时候经历了彻底的转变:曾经放荡不羁,他拥抱了一种严格的、禁欲的生活方式和行为举止。原因是他所面临的创伤性挑战。Psellos说:

完全的蜕变是由各种事件的压力造成的。可以这么说,他的性格变得坚强起来。衰弱被力量所取代,在一种新的坚定的决心面前,过去的懒散消失了。在他的早期,他经常公开地大吃大喝,经常沉溺于爱情的乐趣中。他主要关心的是他的宴会和他在宫廷的欢乐、懒散的气氛中度过的一生。年轻和无限权力的结合给了他自我放纵的机会,他充分地享受着这些机会。

拜占庭主义者不相信Psellos描述的某些方面,但总的来说,我们不能排除巴兹尔出于个人和/或宗教原因的禁欲承诺。毕竟,他童年时的继父是尼塞佛洛斯二世(nr. 963-969),这位将军睡在地板上,而不是年轻美丽的妻子的床。他还出资在阿陀斯山上建造了第一座修道院,希望他有一天能隐居在那里出家。

另一种思路则更关注政治方面。对Psellos本人来说,巴兹尔的禁欲主义与宗教无关,而是与政治有关:皇帝节俭,以便使帝国富裕;他在艰苦的条件下竞选,以便帝国能够获胜;等。编年史似乎唯一一次提到了巴兹尔的独身生活(没有其他拜占庭来源这样做),它说,皇帝的老对手,巴达斯·斯克勒罗斯,曾建议他“不要把妻子带进宫殿”。

正如Anthony Kaldellis所说:

巴兹尔不可动摇的野心,完全致力于他的帝国的扩张和保护他的臣民,这完全耗尽了他的精力,使他的小欲望不再喋喋不休。他残酷地压制了对个人舒适和感官放纵的分散注意力的关注。正如后来的新异教徒(弗朗西斯·培根)所指出的那样,“婚姻的甜蜜和孩子的可爱通常会让男人放弃为联邦提供伟大而崇高的服务。”“[……]冷酷无情的野心和个人对他帝国的力量和福祉的责任感相结合就足够了。巴兹尔征服肉体是为了征服这个世界,而不是进入下一个世界。

从这个角度来看,巴兹尔的独身不是一个缺点,而是一个特点。它突出了皇帝的自画像是一个绝对的、全能的主人,什么都不缺,也不需要。

通过避免结婚,巴兹尔也避免了姻亲。这在我们看来可能并不重要,但请记住,他生命的头30年是在他的两个继父和祖父的姐夫的阴影下度过的。这位祖父,君士坦丁七世,也被他的岳父盖过了风头。此外,《权力的游戏》的贵族关系网非常广泛,娶任何贵族女子都可能会给《权力的游戏》带来不可预测的深远影响。

这种推理让我们可以解释另一件奇怪的事情:巴兹尔没有为他的侄女们安排婚姻——当他去世时,甚至最小的侄女也超过了生育年龄。因为在拜占庭,丈夫是占主导地位的

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