Byte การศึกษา: ปัญหา Generals Byzantine ใน Crypto - หรือ There is a Traitor Among Us

คุณเคยเล่น Among Us? หรืออย่างน้อยเคยได้ยินเกี่ยวกับมัน? มันเป็นเกมนี้ที่นักบินออสเตรเลียหลายคนอยู่ในเรือจักรยานเดียวกัน แต่คนหลอกลวงและฆ่าพวกเขาและพวกเขาจําเป็นต้องค้นพบว่ามันคือใครและทิ้งพวกเขาออกจากเรือ ปัญหาของวิซานติน Generals เป็นสิ่งที่คล้ายกันในระบบกระจาย

ลองจินตนาการว่าคุณกําลังเล่น Among Us กับเพื่อน ๆ คุณเป็นเพื่อนร่วมงาน (และบางคนอาจเป็นผู้หลอกลวง) บนเรืออวกาศและคุณจําเป็นต้องตัดสินใจด้วยกันว่าคุณควรกดปุ่มฉุกเฉินเพื่อทิ้งผู้เล่นที่สงสัย คุณสามารถส่งข้อความต่อกันได้เท่านั้น - ไม่มีการแชทด้วยเสียง แต่เพียงแค่การแชทในเกม หากผู้เล่นจํานวนมากหลอกลวงหรือสับสนทั้งกลุ่มอาจไม่เห็นด้วยกันเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องทํา - หรือแย่กว่านั้นทิ้งคนที่ไม่ถูกต้อง

This is basically the ปัญหาของกษัตริย์ Byzantine: imagine a bunch of generals (or players) trying to agree on a battle plan (or eject vote), but some of them might be traitors (impostors) sending false messagesผู้ปกครองที่ดีต้องการที่จะประสานงานและชนะการต่อสู้ แต่พวกเขาไม่ทราบว่าพวกเขาสามารถไว้วางใจใครและพวกเขาไม่สามารถพูดคุยกับแต่ละอื่นได้โดยตรง หากพวกเขาไม่ได้ตัดสินใจเดียวกันพวกเขาอาจสูญเสียสงคราม - หรือใน Among Us พวกเขาอาจสูญเสียเกม

ในโลกของระบบกระจายตัวปัญหาเดียวกันเกิดขึ้นเมื่อคอมพิวเตอร์ (nodes)พยายามที่จะตกลงในรายการเดียวกันของธุรกรรม หากคอมพิวเตอร์บางคนหลอกลวงหรือผิดปกติ (เช่นเดียวกับผู้หลอกลวง) เราต้องการระบบที่ช่วยให้ nodes ทั้งหมดที่ซื่อสัตย์เห็นด้วยแม้ว่าบางคนจะกระทําอย่างสงสัย นี้ยังเรียกว่าความผิดพลาดของไบซานตินและดังนั้นระบบกระจายเช่นเครือข่ายการเข้ารหัสลับต้องมีความอดทนความผิดพลาดของไบซานติน (BFT) เพื่อทํางานอย่างถูกต้อง

BFT ในเครือข่าย Crypto

BFT เป็นแนวคิดสําคัญที่ช่วยให้เครือข่ายการเข้ารหัสลับยังคงเชื่อถือได้แม้ว่าคอมพิวเตอร์บางคนในเครือข่ายจะกระทําอย่างไม่ซื่อสัตย์หรือล้มเหลวThere’s no single authority making decisions in decentralized systems, so the network has to find ways to agree on the correct version of the transaction history — even if a few participants lie, cheat, or crashBFT คือความสามารถของระบบที่จะยังคงเข้าถึงข้อตกลงที่แบ่งปันแม้จะมีปัญหาเหล่านี้เพื่อให้แน่ใจว่าทุกคนจะเชื่อมั่นในผลลัพธ์เดียวกัน

ไม่มี BFT สิ่งที่ไม่ดีอาจเกิดขึ้น หนึ่งในปัญหาที่มีชื่อเสียงที่สุดคือการใช้เงินสองครั้ง - เมื่อใครบางคนพยายามใช้สกุลเงินดิจิตอลเดียวกันมากกว่าครั้งเดียว ตัวอย่างเช่นจินตนาการที่จะส่งสกุลเงินดิจิตอลเดียวกันไปยังสองคนที่แตกต่างกันในเวลาเดียวกัน หากเครือข่ายไม่สามารถตกลงว่าการชําระเงินใดเกิดขึ้นครั้งแรกระบบจะทําลาย นี่ไม่ใช่ข้อบกพร่องเล็ก ๆ น้อย ๆ แต่เป็นข้อบกพร่องพื้นฐานซึ่งจะทําให้สกุลเงินดิจิตอลใช้งานง่าย

ในความเป็นจริงปัญหาของการใช้จ่ายสองครั้งเป็นเหตุผลที่สําคัญที่เงินแยกส่วนไม่ได้เริ่มต้นก่อนหน้านี้ซาโตชิ Nakamotoโดยตรงเรียกร้องมันในหนังสือขาว Bitcoin ที่เดิมเน้นว่าเป็นความท้าทายที่ระบบความเห็นด้วยตนเองของ Bitcoin ถูกออกแบบมาเพื่อเอาชนะโดยไม่ต้องจําเป็นต้องมีอํานาจกลาง

กลไกความเห็นด้วยตนเอง

ในเครือข่ายการเข้ารหัสลับกลไกความเห็นด้วยกันเป็นเครื่องมือที่อนุญาตให้กลุ่ม nodes จะเห็นด้วยกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงเช่นใครส่งเงินไปยังใครและเมื่อใดแม้ว่าบาง nodes อาจล้มเหลวกระทําช้าหรือพยายามหลอกลวง กลไกเหล่านี้เป็นหัวใจของระบบ blockchain และ DAG เพราะพวกเขาให้แน่ใจว่าทุกคนเห็นเวอร์ชันเดียวกันของหนังสือเล่ม พวกเขายังมีบทบาทสําคัญในการช่วยให้เครือข่ายสามารถทนต่อพฤติกรรมที่ไม่ซื่อสัตย์ได้ซึ่งเป็นสถานที่ที่ความอดทนต่อความผิดพลาดของไบซานติน (BFT) เข้ามา ระบบความเห็นด้วยกันที่ดีช่วยให้ nodes ที่ซื่อสัตย์เห็นด้วยกันไม่ว่าผู้เล่นที่ไม่ดีบางคนพยายามทําอะไร

ตัวอย่างเช่น Bitcoin ใช้ Proof of Work (PoW) วิธีนี้ขอให้คอมพิวเตอร์แก้ปัญหาที่ซับซ้อนเพื่อเพิ่มบล็อกใหม่ไปยังโซ่และคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพแข่งขันที่จะเป็นคนแรกในการแก้ปัญหา บล็อกที่เพิ่มขึ้นด้านบนของการทําธุรกรรมเท่าไหร่มีแนวโน้มน้อยกว่าที่ใครบางคนสามารถเขียนประวัติศาสตร์ใหม่ได้เนื่องจากทรัพยากรขนาดใหญ่ที่จําเป็นเพื่อแก้ปัญหาใหม่ แต่ไม่มีความมั่นใจ 100% นี้เรียกว่าผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ซึ่งอาจรู้สึกไม่สะดวกสําหรับผู้ที่คาดหวังการยืนยันอย่างรวดเร็วและแน่นอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับการชําระเงินขนาดใหญ่

ในทางตรงกันข้ามอะไหล่, ซึ่งสร้างขึ้นบน DAG (Directed Acyclic Graph) ใช้วิธีการที่แตกต่างกันEvery user approves their own transactions just by sending them, and the ordering to avoid potential double-spending relies on transactions posted by ผู้ให้บริการคําสั่ง.พวกเขามีความไว้วางใจและเป็น nodes สาธารณะซึ่งการทําธุรกรรมของพวกเขาทําหน้าที่เป็นเสาที่นําคําสั่งไปสู่การรบกวนของธุรกรรมอื่น ๆ

การกระทําของพวกเขานําไปสู่ความสิ้นสุดที่กําหนด - เมื่อการทําธุรกรรมมีเสถียรภาพใน DAG มันเป็นขั้นสุดท้ายและไม่สามารถยกเลิกได้ ไม่มีเหมืองแร่หรือ "ผู้พิสูจน์" ที่ควบคุมการเข้าถึงหรือมาถึงความตกลงระหว่างพวกเขา วิธีการนี้ซึ่งยกเว้นการลงคะแนนหรือการแข่งขันพลังงานทุกชนิดให้ความต้านทานการแยกส่วนและการเซ็นเซอร์ที่ดีขึ้นมาก ด้วยการออกแบบนี้ Obyte สามารถบรรลุความเห็นด้วยกันได้โดยไม่จําเป็นต้องใช้เหมืองแร่ที่ต้องการพลังงานหรือตัวกลางกลาง

Featured Vector Image โดย Freepik