Byzante Fault Tolerance (BFT) nie jest najczęściej omawianym aspektem, dotyczącym kryptowalut. Jednakże jest kluczem do sprawnego działania technologii blockchain. Pierwsze wzmianki o problemie BFT pochodzą z 1982 roku. Na dzisiejszej lekcji powiemy Ci wszystko, co musisz o niej wiedzieć.
Problem bizantyjskich generałów – definicja
Jak wiesz, najważniejszą cechą kryptowalut jest ich zdecentralizowana natura. Rozproszone węzły weryfikują i rejestrują transakcje na blockchain, co pozwala cyfrowym aktywom działać bez centralnego organu, który nimi zarządza. Aby to było możliwe, kryptowaluty potrzebują odpowiedniego sposobu, aby osiągnąć konsensus. I właśnie w tym miejscu pojawia się bizantyjska tolerancja błędów.
Problem bizantyjskiej tolerancji błędów to zdolność systemu komputerowego do kontynuowania swojej pracy, nawet wtedy, gdy jego węzły ulegną awarii lub zostaną zainfekowane złośliwym oprogramowaniem. Sam termin pochodzi z historii i odnosi się do problemu bizantyjskich generałów. To logiczny dylemat, który potrzebuje rozwiązania. Kryptowaluty lubią matematykę!
Wyobraź sobie grę, w której musisz obronić fortecę. Jesteś generałem, posiadającym swoją armię. Musisz, co najważniejsze – jako grupa, podjąć decyzję o ataku na wroga lub odwrocie. Jeśli demokratycznie decyzja będzie ta sama, odnosicie sukces. Jeśli nie osiągniecie konsensusu lub dojdzie do zdrady, bitwa zostaje przegrana, a forteca stracona. Te problemy to właśnie błędy bizantyjskie.
Przenieśmy to teraz na czasy obecne. Generał symbolizuje węzeł w sieci blockchain. Węzły muszą osiągnąć porozumienie, czyli większość członków w zdecentralizowanym systemie musi się ze sobą zgodzić i podjąć to samo działanie, aby zapobiec awarii (obronić fortecę) – czyli osiągnąć konsensus. Aby sieć osiągnęła konsensus, co najmniej 66% węzłów musi być niezawodnych i uczciwych.
Mieliśmy aspekt historyczny i matematyczny, więc teraz czas na informatyczny ☺ Bizantyjska tolerancja błędów jest bardzo ważna, ponieważ mówi nam, że system może działać nawet wtedy, gdy niektóre komponenty sieci nie działają prawidłowo.
Jako ciekawostkę dodamy, że BFT jest jednym z ważniejszych elementów technologii blockchain obsługujących transakcje kryptowalutowe.
Bizantyjska tolerancja błędów w odniesieniu do kryptowalut – jak działa?
Bizantyjska tolerancja błędów to zdolność systemu, sieci komputerowej do funkcjonowania nawet wtedy, gdy niektóre węzły działają niepoprawnie. Ma ona duże znaczenie, szczególnie w nowoczesnej technologii, ponieważ pozwala działać systemowi wtedy, gdy jego część ulegnie awarii. Aby łańcuchy bloków mogły przetwarzać transakcje, niezbędna jest obecność BFT.
Aby transakcja została zatwierdzona w sieci blockchain, grupa obsługujących ją węzłów musi osiągnąć porozumienie. To właśnie nazywamy algorytmem konsensusu, czyli zasadami, których przestrzegają węzły sieci, aby osiągnąć wewnętrzne porozumienie w sprawie transakcji.
Konsensus to sposób, w jaki dany łańcuch bloków osiąga bizantyjską tolerancję błędów. Każdy blockchain musi działać nawet wtedy, gdy niektóre węzły dostarczają fałszywe informacje lub nie działają poprawnie.
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 pierwsze pole wysuwa się łatwość i szybkość, z jaką mogą być realizowane transakcje. BFT jest odporna na błędy, co gwarantuje nam porozumienie i czas realizacji naszej transakcji. Nie ma więc znaczenia, ile węzłów celowo blokuje naszą transakcję lub nie chce osiągnąć porozumienia.
Wykorzystanie bizantyjskiej tolerancji błędów jest przyjazne środowisku. Nie ma dużego zapotrzebowania na moc obliczeniową czy zużycie energii. Co więcej, transakcje nie wymagają licznej weryfikacji, co za tym idzie, ilość górników jest zmniejszona do minimum.
BFT ma mniejsze zużycie energii niż np. PoW. Technologia blockchain, która wykorzystuje bizantyjską tolerancję błędów, nie wymagają czasochłonnego i kosztownego przetwarzania, co zmniejsza zużycie energii elektrycznej.
Wady BFT
System BFT jest podatny na cyberataki i awarie. Szczególnie w przypadku, kiedy większość sieci zdecyduje się na nieprawidłowe zachowanie. Mowa tutaj o ataku 51%. Oprócz kradzieży aktywów takie działanie narusza wiarę w blockchain i zdecentralizowany system dla innych użytkowników.
Podsumowanie
BFT to podstawowe narzędzie, które zapewnia prawidłowe działanie systemu, nawet wtedy, gdy nie wszyscy jego uczestnicy mają dobre zamiary. Odgrywa on bardzo istotną rolę w transformacji systemów opartych na konsensusie. Może nam się wydawać, że techniczny aspekt bizantyjskiej tolerancji błędów dotyczy tylko informatyków, czy freaków kryptowalutowych. Nic bardziej mylnego.