Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
家 » 拜占庭容错(BFT)

拜占庭容错(BFT)

1982-07-01
  • Leslie Lamport
  • Robert Shostak
  • Marshall Pease
说明分布式计算系统拜占庭容错的数据中心。.

(图片仅供参考)

BFT(首字母缩略词 拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance)是指系统的一种特性,即使某些组件以任意、不可预测的方式发生故障(包括恶意行为,即拜占庭故障),系统仍能继续正常运行并达成共识。这比容忍简单的崩溃故障要可靠得多。要容忍 f 个故障或恶意组件,至少需要 3f+1 个组件。

拜占庭容错(BFT)旨在解决“拜占庭将军问题”。这是一个思想实验,假设拜占庭军队的忠诚将领们必须就共同的作战计划达成一致,而他们之间的沟通却可能充满背叛。一些将军可能是叛徒,他们会通过发送相互矛盾的信息来破坏计划。BFT 算法为分布式计算中的这一问题提供了一种解决方案,它确保所有非故障(忠诚)节点最终都能得出相同的结论,即使存在可能撒谎、串通或任意行事的故障(叛徒)节点。

Lamport、Shostak 和 Pease 于 1982 年发表的开创性论文证明,对于一个能够容忍 [latex]f[/latex] 拜占庭故障的系统,必须至少有 [latex]3f+1[/latex] 个总节点(或将军)。

早期的拜占庭容错算法,例如实用拜占庭容错算法(PBFT),计算成本高昂且通信开销大,限制了其可扩展性。然而,它们在对抗性环境下提供安全性和活性的能力具有革命性意义。 区块链 2000 年代后期的技术发展为 BFT 创造了一个巨大的新应用领域。比特币等加密货币(使用工作量证明,一种概率形式的 BFT)和更新的权益证明系统(通常使用像 Tendermint 或 HotStuff 这样的显式 BFT 协议)中的共识机制都依赖于这些原则来确保分布式账本的完整性和不可篡改性,即使相当一部分网络参与者是恶意的。

UNESCO Nomenclature: 1203
- 计算机科学

类型

软件/算法

中断

递增

用法

广泛使用

前体

  • 分布式计算和共识问题的一般研究
  • 故障停止故障模型(BFT 的扩展)
  • 密碼學 以及用于消息认证的数字签名概念
  • 网络理论和图论

应用程序

  • 区块链和加密货币协议(例如,权益证明共识)
  • 分布式数据库
  • 航空航天系统(例如波音777) 飞行控制 系统)
  • 云计算基础设施
  • 入侵检测系统

专利:

NA

潜在创新理念

  • energy-efficient BFT algorithms for mobile and 物联网 设备
  • 适用于大规模公共区块链的可扩展BFT协议
  • 不依赖时间假设的异步BFT系统
  • 用于保障联邦机器学习模型更新的 BFT
  • 基于可信执行环境(TEE)的硬件辅助BFT
  • BFT-based control systems for 自动驾驶汽车 platoons
  • 由 BFT 共识机制保护的去中心化身份系统
  • 用于管理关键基础设施控制网络(例如,电力、水)的 BFT
  • 能够不停机添加或删除节点的动态BFT系统
  • 抗量子BFT算法应对未来的安全威胁
相关术语:拜占庭容错、BFT、分布式共识、拜占庭将军问题、区块链、莱斯利·兰波特、分布式系统、容错、恶意行为者、PBFT。

历史背景

拜占庭容错(BFT)

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

只有注册会员才能免费获得 100% 的全尺寸图片和下载。.

> 登录 <