2個(gè)回答
王乾、1325星評(píng)價(jià)
2020-11-02 14:18:25
比特幣其實(shí)就是一個(gè)公共的電子對(duì)賬本，網(wǎng)絡(luò)上分布著無數(shù)節(jié)點(diǎn)分別記錄最新的交易數(shù)據(jù)。如何維護(hù)這個(gè)公共賬本是這個(gè)問題的關(guān)鍵，也就是如何達(dá)成共識(shí)。有學(xué)者對(duì)這種問題進(jìn)行了抽象就是所說的拜占庭將軍問題，實(shí)際就是解決公共P2P網(wǎng)絡(luò)如何實(shí)現(xiàn)信任。
拜占庭將軍問題如下：
拜占庭將軍問題(Byzantine Generals Problem)--
拜占庭是古代東羅馬帝國的首都。強(qiáng)大的拜占庭將軍協(xié)商一同圍攻一個(gè)敵人。n個(gè)將軍包圍著這個(gè)敵人，他們需要協(xié)商一個(gè)一致的時(shí)間，同時(shí)對(duì)敵人發(fā)起總攻，才能確保戰(zhàn)爭的勝利。但其中一些背叛的將軍可能會(huì)通過發(fā)送錯(cuò)誤的消息造成混亂，干擾忠誠的將軍同時(shí)發(fā)起總攻。如果同時(shí)發(fā)起進(jìn)攻的將軍數(shù)量少于m個(gè)，可怕的后果就是，拜占庭將軍不僅不足以殲滅敵人，反而有可能被敵人殲滅。怎樣才能保證至少有m個(gè)將軍在同一時(shí)間一起發(fā)起進(jìn)攻呢?
現(xiàn)實(shí)世界中，在互聯(lián)網(wǎng)世界由于硬件錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)擁塞或斷開以及遭到惡意攻擊，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)不可預(yù)料的行為，是有可能發(fā)生的。那比特幣系統(tǒng)給出了它的解決辦法：
1、工作量證明;
2、獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。
工作量證明：同一時(shí)間只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)記賬(誰算對(duì)了誰記賬，解決了記賬權(quán)的問題，否則大家都來記賬聽誰的)，那如何保證他記賬是準(zhǔn)確的呢?因?yàn)樗辛魉畮ご蠹叶寄茉诰W(wǎng)絡(luò)上查到，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的一本帳，即是公開透明的，他要想惡意破壞，除非有51%的"同盟"一起幫他做壞。
獎(jiǎng)勵(lì)：如何能保證節(jié)點(diǎn)都來記賬呢?系統(tǒng)給出獎(jiǎng)勵(lì)，誰來記賬給誰獎(jiǎng)勵(lì)比特幣(記賬獎(jiǎng)勵(lì))，誰驗(yàn)證交易給誰驗(yàn)證獎(jiǎng)勵(lì)(驗(yàn)證獎(jiǎng)勵(lì))，這樣節(jié)點(diǎn)就有動(dòng)力去不停的記賬和驗(yàn)證了，這樣就共同構(gòu)建了一個(gè)健壯的比特幣網(wǎng)絡(luò)。
小熊貓NO.10星評(píng)價(jià)
2020-09-22 16:21:32
拜占庭位于如今的土耳其的伊斯坦布爾，是東羅馬帝國的首都。當(dāng)時(shí)拜占庭羅馬帝國國土遼闊，為了防御目的，因此每個(gè)軍隊(duì)都分隔很遠(yuǎn)，將軍與將軍之間只能靠信差傳消息。 在戰(zhàn)爭的時(shí)候，拜占庭軍隊(duì)內(nèi)所有將軍和副官必需達(dá)成一致的共識(shí)，決定是否有贏的機(jī)會(huì)才去攻打敵人的陣營。但是，在軍隊(duì)內(nèi)有可能存有叛徒和敵軍的間諜，左右將軍們的決定又?jǐn)_亂整體軍隊(duì)的秩序。在進(jìn)行共識(shí)時(shí)，結(jié)果并不代表大多數(shù)人的意見。這時(shí)候，在已知有成員謀反的情況下，其余忠誠的將軍不受叛徒的影響下如何達(dá)成一致的協(xié)議，拜占庭問題就此形成。
這是拜占庭問題的起源，最初是由萊斯利·蘭伯特提出的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中的基本問題。含義為在存在消息丟失的不可靠信道上試圖通過消息傳遞的方式達(dá)到一致性是不可能的。因此對(duì)一致性的研究一般假設(shè)信道是可靠的，或不存在本問題。
其實(shí)這是個(gè)假設(shè)，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模型化，在互聯(lián)網(wǎng)世界由于硬件錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)擁塞或斷開以及遭到惡意攻擊，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)不可預(yù)料的行為。
如果傳輸?shù)男畔⒉灰恢禄蛘卟豢煽?，那么所傳遞的信息就不會(huì)被賦予價(jià)值。現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決了信息的快速傳遞和存儲(chǔ)問題。比特幣系統(tǒng)為了保障信息在信道傳輸中的一致性和可靠性，采用工作量證明機(jī)制給發(fā)送信息加入適當(dāng)成本，采用非對(duì)稱加密技術(shù)和Hash算法給信息進(jìn)行數(shù)字簽名，使得信息在缺乏信任的分布式網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)靡钥尚?，也使得價(jià)值在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸成為可能。
工作量證明機(jī)制(POW)
我們?cè)O(shè)想一下，拜占庭時(shí)代有個(gè)墻高壁厚的城邦拜占庭，高墻內(nèi)有超級(jí)多財(cái)富。它被其他10個(gè)城邦所環(huán)繞。它的十個(gè)鄰居都覬覦拜占庭的財(cái)富，希望占領(lǐng)它。任何單個(gè)城邦入侵都會(huì)失敗，十個(gè)鄰居的一半以上同時(shí)進(jìn)攻才能攻破它。而且，鄰居之間通訊和協(xié)調(diào)統(tǒng)計(jì)時(shí)間的唯一途徑是通過騎馬傳遞信息。然而，他們可在任意時(shí)間以任意頻率派出任意數(shù)量的信使到任意的對(duì)方。問題是如果每個(gè)城邦向其他九個(gè)城邦派出一名信使，十個(gè)城邦每個(gè)派出九名信使，也就是在任何一個(gè)時(shí)間有總計(jì)90次的傳輸，且每個(gè)城分別收到九個(gè)信息，每一封都寫著不同進(jìn)攻時(shí)間。除此以外，部分城邦會(huì)答應(yīng)超過一個(gè)的攻擊時(shí)間，故意背叛，所以他們將重新廣播超過一條的信息鏈。這個(gè)系統(tǒng)迅速變質(zhì)成不可信的信息和攻擊時(shí)間相互矛盾的糾結(jié)體。
比特幣系統(tǒng)為解決這樣類似的問題，為每一個(gè)發(fā)送信息者加入成本，降低信息傳遞的速率。所加入的成本就是工作量證明。工作量證明是基于計(jì)算一個(gè)隨機(jī)哈希算法的。它唯一做的事情就是獲得一些輸入然后進(jìn)行計(jì)算，并得到遺傳64位的隨機(jī)數(shù)字和字母的字符串，就像這個(gè)：
d70298561fedce6147b5bf509e28d29627078d9a01a8f86b
單個(gè)哈希值計(jì)算機(jī)可以即時(shí)計(jì)算出來，但比特幣系統(tǒng)規(guī)定，只有一個(gè)前面13個(gè)字符是0的哈希值結(jié)果才能被比特幣系統(tǒng)接受成為“工作量證明”。這樣一個(gè)13個(gè)0的哈希值是極其不可能與罕見的，在目前需要花費(fèi)整個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)大約10分鐘的時(shí)間才能被計(jì)算出來一個(gè)。在比特幣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中找到一個(gè)有效哈希值之前，上十億個(gè)無效值會(huì)被計(jì)算出來。這樣就減慢了信息傳遞速率同時(shí)也可獲得整個(gè)系統(tǒng)可用的“工作量證明”。
用非對(duì)稱加密技術(shù)和Hash算法給信息數(shù)字簽名
在POW技術(shù)基礎(chǔ)上，信息傳遞還得使用非對(duì)稱加密算法對(duì)信息加密，產(chǎn)生公鑰和私鑰。用公鑰對(duì)信息進(jìn)行加密只有對(duì)應(yīng)的私鑰才能解密，這使得信息公開傳輸和密鑰管理問題得以高效解決。在比特幣系統(tǒng)中，除了使用非對(duì)稱加密解決信息傳遞的可信問題外，還使用安全散列算法(Hash算法)來對(duì)信息進(jìn)行數(shù)字認(rèn)證簽名，從而快速驗(yàn)證用戶的身份。要想證明對(duì)此信息擁有所有權(quán)和更改權(quán)，就必須在網(wǎng)絡(luò)中廣播發(fā)送請(qǐng)求，所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以使用公鑰來驗(yàn)證這個(gè)請(qǐng)求是否對(duì)應(yīng)于這個(gè)簽名，若對(duì)應(yīng)則信息被驗(yàn)證。