Fault Tolerance (BFT) w kontekście kryptowalut nie jest często poruszanym zagadnieniem, ale jest kluczowym elementem skutecznego funkcjonowania technologii blockchain. Pierwsze odniesienia do problemu BFT sięgają 1982 roku. W dzisiejszej lekcji przedstawimy Ci wszystko, co warto wiedzieć na ten temat.
Problem bizantyjskich generałów – definicja
Jak wiesz, kluczową cechą kryptowalut jest ich zdecentralizowana struktura. Rozproszone węzły są odpowiedzialne za weryfikację i rejestrowanie transakcji na blockchainie, umożliwiając cyfrowym aktywom funkcjonowanie bez centralnej instytucji zarządzającej. Aby to było możliwe, kryptowaluty wymagają odpowiedniego mechanizmu osiągania konsensusu, a tutaj pojawia się koncepcja bizantyjskiej tolerancji błędów.
Problem bizantyjskiej tolerancji błędów odnosi się do zdolności systemu komputerowego do kontynuowania działania nawet w przypadku awarii lub zainfekowania węzłów złośliwym oprogramowaniem. Termin ten wywodzi się z historycznego problemu bizantyjskich generałów i stanowi logiczne wyzwanie, które wymaga matematycznego rozwiązania – co sprawia, że świetnie pasuje do świata kryptowalut.
Wyobraź sobie grę, w której musisz bronić fortecę jako generał z własną armią. Kluczową decyzją jest uzyskanie jednomyślnego porozumienia w grupie dotyczącego ataku lub odwrotu. Sukces jest możliwy tylko w przypadku wspólnego konsensusu, a niejednomyślność lub zdrada prowadzi do przegranej bitwy i utraty fortecy – to właśnie bizantyjskie błędy.
Współczesne odniesienie tego problemu do technologii blockchain przedstawia węzeł jako generała w sieci blockchainowej. Węzły muszą osiągnąć konsensus, czyli większość uczestników w zdecentralizowanym systemie musi się zgodzić i podjąć wspólną decyzję, aby zapobiec awarii (bronić fortecy). Aby osiągnąć konsensus w sieci, co najmniej 66% węzłów musi być niezawodnych i uczciwych.
Bizantyjska tolerancja błędów jest kluczowym aspektem dla technologii blockchain, ponieważ gwarantuje, że system może nadal funkcjonować, nawet gdy niektóre komponenty sieci nie działają zgodnie z oczekiwaniami. To ważne w kontekście obsługi transakcji kryptowalutowych w technologii blockchain.
Bizantyjska tolerancja błędów w odniesieniu do kryptowalut – jak działa?
Bizantyjska tolerancja błędów to zdolność systemu lub sieci komputerowej do utrzymania działania nawet w przypadku, gdy niektóre węzły działają nieprawidłowo. Jest to kluczowe w nowoczesnej technologii, ponieważ umożliwia systemowi kontynuowanie pracy, pomimo potencjalnych awarii. W kontekście przetwarzania transakcji w łańcuchach bloków istnienie bizantyjskiej tolerancji błędów (BFT) jest niezbędne.
Aby transakcja została zatwierdzona w sieci blockchain, grupa obsługujących ją węzłów musi osiągnąć porozumienie. Ten proces, zwany algorytmem konsensusu, definiuje zasady, którymi kierują się węzły, aby osiągnąć jednomyślność w sprawie transakcji.
Konsensus stanowi kluczowy element w osiąganiu bizantyjskiej tolerancji błędów. Każdy łańcuch bloków musi funkcjonować nawet wtedy, gdy niektóre węzły dostarczają fałszywe informacje lub działają nieprawidłowo.
O algorytmach konsensusu mówiliśmy tutaj. Większość z nich w pewnym stopniu opiera się na bizantyjskiej tolerancji błędów, ponieważ każdy z nich będzie działał poprawnie nawet wtedy, gdy nie wszystkie węzły dostarczają prawidłowe dane.
Zalety BTF
Na pierwszy plan wysuwa się łatwość i szybkość realizacji transakcji dzięki bizantyjskiej tolerancji błędów (BFT). BFT jest odporne na błędy, co gwarantuje porozumienie i skrócenie czasu realizacji transakcji. Liczba węzłów, które ewentualnie mogą blokować transakcję lub niechętnie osiągać porozumienie, nie ma wpływu na ten proces.
Wykorzystanie BFT jest przyjazne dla środowiska, gdyż nie wymaga znacznej mocy obliczeniowej ani dużego zużycia energii. Dodatkowo transakcje nie wymagają intensywnej weryfikacji, co przekłada się na minimalizację liczby górników.
BFT charakteryzuje się mniejszym zużyciem energii w porównaniu do innych metod, takich jak Proof of Work (PoW). Technologia blockchain oparta na bizantyjskiej tolerancji błędów nie wymaga czasochłonnego i kosztownego przetwarzania, co skutkuje ograniczeniem zużycia energii elektrycznej.
Wady BFT
System BFT jest narażony na cyberataki i awarie, zwłaszcza w sytuacji, gdy większość sieci zdecyduje się na nieprawidłowe zachowanie, co nazywane jest atakiem 51%. Takie działania nie tylko prowadzą do potencjalnej kradzieży aktywów, ale także naruszają zaufanie do blockchaina i zdecentralizowanego systemu w oczach innych użytkowników.
Podsumowanie
BFT to kluczowe narzędzie, które zapewnia stabilne funkcjonowanie systemu nawet w obliczu uczestników o potencjalnie niekorzystnych intencjach. Pełni ono istotną rolę w transformacji systemów opartych na konsensusie. Choć aspekt techniczny bizantyjskiej tolerancji błędów może wydawać się zarezerwowany dla specjalistów informatycznych lub entuzjastów kryptowalut, to mylna byłaby taka interpretacja.