Hướng dẫn tất tần tật về Byzantine

Hệ thống chịu lỗi Byzantine khá nổi tiếng về giải pháp giải quyết các bài toán đồng thuận, dù vậy, có một số bạn trẻ vẫn chưa hiểu sâu về hoạt động của Byzantine. Bài viết này hướng dẫn tất tần tật về Byzantine, tin rằng tất cả sự tò mò của bạn về hệ thống chịu lỗi này sẽ được giải đáp. Còn chần chờ gì nữa, hãy cùng BlockchainWork khai phá từng phần của trang kiến thức BYZANTINE. 

Định nghĩa về bài toán tướng Byzantine

Các Vấn đề của các tướng lĩnh Byzantine là một trong những lý thuyết quan trọng nhất được thực hiện trong việc phát triển các giao thức blockchain. Nói cách khác, bài toán các vị tướng Byzantine về cơ bản là một vấn đề lý thuyết trò chơi. Nó cung cấp một mô tả về mức độ mà các bên phi tập trung gặp khó khăn trong việc đạt được sự đồng thuận mà không có bất kỳ bên trung ương đáng tin cậy nào. Vấn đề của Byzantine General về cơ bản hỏi về cách thức mà các thành viên có thể đồng ý chung về một sự thật cụ thể khi bất kỳ thành viên nào không thể xác minh danh tính của các thành viên khác.

Việc thực hiện Vấn đề Byzantine Generals trong blockchain rút ra những điểm tương đồng lớn với đề xuất lý thuyết của vấn đề. Bài toán tìm thấy sự ủng hộ lý thuyết lần đầu tiên vào năm 1982 với sự hỗ trợ của các nhà toán học như Robert Shostak, Leslie Lamport và Marshall Pease. Các nút trong một mạng lưới phi tập trung có thể đảm nhận vai trò của các vị tướng Byzantine. Mục tiêu chính của vấn đề các tướng lĩnh Byzantine tập trung vào việc cho phép một mạng ngang hàng mà không có bất kỳ cơ quan trung ương nào đưa ra quyết định chính xác. Bắt ở đây là gì?

Các Giải pháp vấn đề của Byzantine Generals nhằm đảm bảo rằng một mạng lưới phi tập trung vẫn có thể đạt được quyết định đúng đắn ngay cả khi một số nút bị lừa đảo. Vì vậy, theo một cách nào đó, vấn đề của Tướng Byzantine thể hiện một cơ hội quan trọng để tạo ra một hệ thống phân tán thực sự không tin cậy. Nó sẽ cung cấp nền tảng lý tưởng để đảm bảo các hệ thống phân tán không tin cậy mà không mong đợi hành vi đạo đức từ những người tham gia.

Bối cảnh của vấn đề Byzantine

Bối cảnh của vấn đề cũng là một yếu tố đáng chú ý trong việc hiểu “vấn đề các vị tướng Byzantine là gì” ngoài những điều cơ bản. Trong bài toán các vị tướng Byzantine, bạn có các tướng Byzantine khác nhau tập trung xung quanh một thành phố bị bao vây với quân đội của riêng họ. Bây giờ, tất cả họ phải tấn công cùng một lúc để chiếm thành phố, nếu không họ phải đối mặt với thất bại không thể tránh khỏi. Một yếu tố quan trọng khác trong vấn đề của vị tướng Byzantine là một số tướng lĩnh tham nhũng và không đáng tin cậy. Chúng ta hãy giả sử rằng năm vị tướng đang chuẩn bị tấn công một thành phố. Do khoảng cách giữa các đội quân của họ, các tướng lĩnh phải liên lạc và phối hợp để lên kế hoạch tấn công. Các tướng lĩnh sử dụng sứ giả để truyền đạt kế hoạch của họ cho cuộc tấn công. Tuy nhiên, việc gửi tin nhắn thông qua sứ giả cuối cùng dẫn đến một số kịch bản thất bại trong Vấn đề các tướng lĩnh Byzantine như sau.

• Hãy tưởng tượng kịch bản mà kẻ thù bắt được sứ giả và làm xáo trộn tin nhắn hoặc các tướng không bao giờ nhận được tin nhắn.
• Điều gì sẽ xảy ra nếu các sứ giả là gián điệp và thay đổi nội dung của thông điệp?
• Điều gì sẽ xảy ra nếu một trong những vị tướng là kẻ phản bội và gửi một thông điệp sai lệch thông qua các sứ giả?

Tất cả các kịch bản này chỉ ra hậu quả nghiêm trọng của việc không giải quyết Vấn đề Byzantine Generals trong blockchain. Điều khá quan trọng là phải chú ý rằng tư duy phê phán có thể đóng một vai trò quan trọng như thế nào trong việc giải quyết vấn đề của Tướng Byzantine.

Blockchain và vấn đề các vị tướng Byzantine

Blockchain và vấn đề các vị tướng Byzantine (Nguồn ảnh: cryptoviet) 

Nhiều người thường gặp rắc rối về ” Vấn đề Byzantine trong blockchain là gì?” và câu trả lời cuối cùng rút ra những điểm tương đồng với lời giải thích lý thuyết. Các hệ thống phi tập trung như blockchain có khả năng gặp phải vấn đề của Byzantine General. Tại sao? Các hệ thống phi tập trung không có bất kỳ nguồn thông tin hoặc cách tiếp cận đáng tin cậy nào để xác minh thông tin nhận được từ các thành viên mạng khác. Tuy nhiên, Blockchain đã trình bày giải pháp vấn đề Byzantine Generals đã được chứng minh đầu tiên với cơ chế đồng thuận Proof of Work. Cơ chế đồng thuận Proof of Work cung cấp nền tảng để xây dựng một bộ quy tắc rõ ràng và khách quan cao cho mạng hoặc giao thức blockchain. Các thành viên của mạng nên đưa ra bằng chứng về những nỗ lực đầy đủ để tạo ra một khối trước khi thêm các khối vào blockchain. Trong khi người tạo khối phải chịu chi phí nặng nề cho việc xác minh các khối, họ nhận được ưu đãi cho việc xuất bản thông tin trung thực.

Bản chất khách quan của các quy tắc đảm bảo khả năng hạn chế sửa đổi hoặc không đồng ý với thông tin trên mạng blockchain. Ngoài ra, các quy tắc chi phối tính hợp lệ của các giao dịch cũng mang tính chất khách quan cùng với hệ thống để đúc mã thông báo mới. Hơn nữa, blockchain cũng đảm bảo tính bất biến cho thấy dữ liệu chưa được sửa đổi. Vì vậy, tất cả các thành viên của mạng blockchain có thể đồng ý về trạng thái của blockchain và các giao dịch cơ bản. Mỗi nút có thể xác minh tính hợp lệ của các khối theo yêu cầu đồng thuận của Proof of Work và tính hợp lệ của giao dịch theo các thông số kỹ thuật khác.

Bất kỳ thành viên nào cố gắng phát tán thông tin sai lệch về cơ bản sẽ kéo chúng tôi trở lại Vấn đề của các tướng lĩnh Byzantine một lần nữa. Tuy nhiên, tất cả các nút trên mạng sẽ ngay lập tức xác định thông tin là không hợp lệ khách quan do đó bỏ qua nó. Vì các nút trên mạng blockchain có thể tự xác minh tất cả thông tin, bạn có thể có một hệ thống thực sự không đáng tin cậy.

Thuật toán dung sai lỗi Byzantine

Như bạn có thể nhận thấy rõ ràng, câu trả lời cho “vấn đề Byzantine trong blockchain là gì? ” hướng tới việc xác định các lỗi có thể xảy ra. Trên thực tế, Bài toán các vị tướng Byzantine cung cấp cơ sở lý tưởng cho việc tạo ra một thuật toán đồng thuận chịu lỗi. Khái niệm về khả năng chịu lỗi Byzantine trong blockchain nhằm mục đích phát triển các thuật toán có thể cho phép các hệ thống đưa ra quyết định thống nhất, gắn kết bất chấp sự hiện diện của các yếu tố tham nhũng trong mạng. Dưới đây là một số đặc điểm quan trọng bạn có thể tìm thấy trong thuật toán Byzantine Fault Tolerance cho một giải pháp cho vấn đề Byzantine trong blockchain.

• Thuật toán nên nhằm mục đích đạt được mức độ thỏa thuận tối đa có thể từ nhóm.
• Phiếu bầu của mỗi người tham gia nên có trọng số bằng nhau.
• Mọi người nên được phép tham gia vào quá trình đồng thuận để đảm bảo rằng nó đáp ứng điều kiện của đa số thực sự.
• Ngoài ra, thuật toán cũng nên trao quyền cho sự hợp tác giữa tất cả những người tham gia để đạt được giải pháp tốt nhất có thể cho mọi người.

Kết luận

Blockchain chắc chắn có thể cung cấp một giải pháp đáng tin cậy cho Vấn đề của tướng Byzantine. Nó cung cấp một cách tiếp cận hiệu quả để giao tiếp an toàn cùng với việc thực hiện niềm tin trong một môi trường rất không chắc chắn. Blockchain cung cấp một lớp mà bạn có thể tin tưởng mà không cần phải tin tưởng mọi người bạn tương tác. Nó tạo điều kiện cho giải pháp cho vấn đề Byzantine thông qua một cơ chế đồng thuận kêu gọi tất cả các bên tham gia đạt được thỏa thuận về các giao dịch và quy trình cụ thể. Hơn nữa, blockchain cũng sử dụng các biện pháp chịu lỗi và bảo mật mật mã để tránh bất kỳ thiếu sót nào. Vấn đề của Byzantine General đã thúc đẩy nhiều cơ chế đồng thuận mới được sử dụng bởi các ứng dụng blockchain mới.

BlockchainWork biên dịch 

Nguồn: 101 Blockchains 

• Tìm hiểu thêm về BlockchainWork tại website: https://blockchainwork.net/
• Ứng viên nắm bắt cơ hội việc làm tại đây: https://blockchainwork.net/candidate-signup
• Nhà tuyển dụng kết nối các tài năng trẻ tại đây: https://blockchainwork.net/employer-signup

>> Có thể bạn quan tâm:

• Chữ ký kỹ thuật số trong blockchain là gì? 5 thuật toán digital signature cần biết
• Blockchain là gì? Tất tần tật về blockchain cho người mới bắt đầu
• Các thuật ngữ cơ bản bạn cần biết khi tìm hiểu về crypto