Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تحمل الأخطاء البيزنطية (BFT)

تحمل الأخطاء البيزنطية (BFT)

1982-07-01
  • Leslie Lamport
  • Robert Shostak
  • Marshall Pease
مركز بيانات يوضح تحمل الأخطاء البيزنطية في أنظمة الحوسبة الموزعة.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

BFT (اختصار تُعدّ خاصية تحمل الأخطاء البيزنطية (أو ما يُعرف بـ "تحمل الأخطاء البيزنطية") ميزةً في النظام تسمح له بمواصلة العمل بشكل صحيح والتوصل إلى توافق في الآراء حتى في حال تعطل بعض مكوناته بطرق عشوائية وغير متوقعة، بما في ذلك السلوكيات الخبيثة (الأخطاء البيزنطية). وهذا ضمان أقوى بكثير من مجرد تحمل حالات التعطل البسيطة. ويتطلب ذلك حدًا أدنى من 3f+1 من المكونات الإجمالية لتحمل f من المكونات المعيبة والخبيثة.

تعالج تقنية تحمل الأخطاء البيزنطية "مشكلة الجنرالات البيزنطيين"، وهي تجربة فكرية حيث يتعين على جنرالات الجيش البيزنطي المخلصين الاتفاق على خطة معركة مشتركة أثناء التواصل عبر رسل قد يكونون خونة. قد يكون بعض الجنرالات خونة ويسعون بنشاط لإحباط الخطة عن طريق إرسال معلومات متضاربة. توفر خوارزميات تحمل الأخطاء البيزنطية حلاً لهذه المشكلة في الحوسبة الموزعة، مما يضمن وصول جميع العقد غير المعيبة (المخلصة) إلى نفس النتيجة، على الرغم من وجود عقد معيبة (خائنة) يمكنها الكذب أو التواطؤ أو التصرف بشكل عشوائي.

The seminal 1982 paper by Lamport, Shostak, and Pease proved that for a system to tolerate [latex]f[/latex] Byzantine faults, there must be at least [latex]3f+1[/latex] total nodes (or generals). This means that to tolerate one malicious actor, a system needs at least four nodes in total. The core of BFT algorithms involves multiple rounds of message passing among the nodes. In each round, nodes exchange their current state or proposed value, along with the messages they have received from other nodes. This allows loyal nodes to cross-check information and identify inconsistencies, eventually converging on a single, correct value that is agreed upon by the majority.

Early BFT algorithms, like Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), were computationally expensive and had high communication overhead, limiting their scalability. However, their ability to provide safety and liveness in an adversarial environment was revolutionary. The rise of blockchain technology in the late 2000s created a massive new application area for BFT. Consensus mechanisms in cryptocurrencies like Bitcoin (using Proof-of-Work, a probabilistic form of BFT) and newer Proof-of-Stake systems (often using explicit BFT protocols like Tendermint or HotStuff) rely on these principles to ensure the integrity and immutability of the distributed ledger, even if a significant fraction of network participants are malicious.

UNESCO Nomenclature: 1203
- علوم الحاسب الآلي

يكتب

البرنامج/الخوارزمية

الاضطراب

تزايدي

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • بحث عام حول الحوسبة الموزعة ومشاكل الإجماع
  • نماذج الأعطال التي تتوقف عند الفشل (والتي يمتد منها BFT)
  • Cryptography and digital signature concepts for message authentication
  • نظرية الشبكات ونظرية الرسوم البيانية

التطبيقات

  • بروتوكولات البلوك تشين والعملات المشفرة (مثل، إجماع إثبات الحصة)
  • قواعد البيانات الموزعة
  • أنظمة الفضاء الجوي (على سبيل المثال، أنظمة التحكم في الطيران لطائرة بوينغ 777)
  • بنية الحوسبة السحابية
  • أنظمة كشف التسلل

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: تحمل الأخطاء البيزنطية، BFT، الإجماع الموزع، مشكلة الجنرالات البيزنطيين، سلسلة الكتل، ليزلي لامبورت، الأنظمة الموزعة، تحمل الأخطاء، الجهات الفاعلة الخبيثة، PBFT.

السياق التاريخي

تحمل الأخطاء البيزنطية (BFT)

1980
1980
1980
1982-07-01
1988-06-01
1990
1993
1975-06-01
1980
1980
1980
1986-01-01
1990
1990
1993

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.