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分布式系统问题

  • 拜占庭将军问题

    • 一组拜占庭将军分别各率领一支军队共同围困一座城市。为了简化问题,将各支军队的行动策略限定为进攻或撤离两种。因为部分军队进攻部分军队撤离可能会造成灾难性后果,因此各位将军必须通过投票来达成一致策略,即所有军队一起进攻或所有军队一起撤离。因为各位将军分处城市不同方向,他们只能通过信使互相联系。在投票过程中每位将军都将自己投票给进攻还是撤退的信息通过信使分别通知其他所有将军,这样一来每位将军根据自己的投票和其他所有将军送来的信息就可以知道共同的投票结果而决定行动策略。[1]但将军中可能存在反叛者。

    • 在分布式计算中,不同的计算机通过通讯交换信息达成共识而按照同一套协作策略行动。但有时候,系统中的成员计算机可能出错而发送错误的信息,用于传递信息的通讯网络也可能导致信息损坏,使得网络中不同的成员关于全体协作的策略得出不同结论,从而破坏系统一致性。拜占庭将军问题被认为是容错性问题中最难的问题类型之一。[1]

    • 此处指的就是如果需要同一时间行动或者执行的时候,需要解决一致性的问题,否则就达成不了想要的结果。

工作证明POW

  • 概述
    • pow指比特币协议中的工作量证明机制,即Prof of Work,通过一定的工作量来获得相应的奖励。与PoS(Proof of Stock)相对应。
  • 特点
    • 获取这个证明需要很长的时间:哈希碰撞。
    • 但是验证它的真伪只需要很短的时间:一次哈希计算。
  • 举例
    • 高考的过程很长,验证学历的真伪很短。
  • 比特币的POW
    • 比特币采用了类似的方式, 他降低了信息传递的速率,增加了成为领导的难度, 通过区块链的短暂分叉。完美的解决了拜占庭将军的问题。
    • 比特币通过p2p技术实现账本的同步拷贝。
    • 比特币通过增加发送信息的成本(pow)来增加信息传播的成本,降低信息传播的速率。
    • 比特币通过区块链的长度,来判断数据的可信度。
    • 交易中6个有效区块确认后则认为转账成功。 所以比特币的交易确认需要1小时。
    • Pow通过sha256哈希来完成。
    • 工作证明的获取需要很长时间,但是验证只需要很短时间。
    • 比特币的Pow算法导致大家通过矿池来挖矿。矿池算力垄断,有潜在的中心化风险。
    • 矿池挖矿只是在抢夺记账权,获得比特币。

比特币的价值

  • 去中心化的方式实现了价值转移。
  • 区块链可以让物质的转移像信息流动一样快速便捷,同时又由全网的人一起来担保(全部参与的人一起担保就相当于天然存在不可证伪,除非其中51%的人统一口径违约),来保证在虚拟世界中的物质转移的可靠。
  • 价值转移,这就是“区块链”技术有望成为引领“第四次技术革命”的核心原因。

参考


一番雾语:数学密码学还是非常有意思的。


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