Византийская отказоустойчивость в блокчейне
Проблема византийских генералов — это проблема, связанная с теорией игр. Она описывает, насколько сложно децентрализованной системе достичь консенсуса без участия доверенной третьей стороны.
Это связано с невозможностью для членов сети коллективно достичь истины без того, чтобы эти члены могли проверить личность других.
Теория игр использует историческую аналогию для демонстрации проблемы византийских генералов, когда несколько генералов осаждают Византию, древнегреческий город.
Генералы окружают город в разных точках, и им необходимо координировать свои действия, чтобы атаковать одновременно. Победить можно только в том случае, если атака будет проведена всеми ими одновременно. В противном случае судьба битвы обречена на провал.
В то же время генералы не имеют возможности общаться друг с другом, поскольку установление любого вида связи может привести к тому, что сообщение будет прочитано противником, который может улучшить свою оборону и отразить атаку.
Здесь и возникает проблема, поскольку им необходимо найти механизм, позволяющий одновременно организовывать и атаковать.
Различия между децентрализованными и централизованными системами
Эта проблема возникает только в децентрализованных системах, поскольку в них нет доверенного источника информации и механизма проверки информации, полученной от других участников сети.
С другой стороны, в централизованных системах всегда есть орган, на который можно положиться для определения достоверности информации и предотвращения распространения ложной или мошеннической информации по сети.
Пример последнего можно найти в традиционной финансовой системе, где банки являются теми организациями, которые предоставляют клиентам информацию об остатках на их счетах и транзакциях, имевших место на протяжении всей истории.
В свою очередь, если банк лжет или пытается ввести в заблуждение своих клиентов, всегда можно обратиться в центральный банк или правительство, чтобы узнать правду.
Этим системам не нужно решать проблему византийских генералов, когда необходимо завоевать доверие к системе без доверия. Вместо этого недостоверность приносится в жертву эффективности, и проблема исчезает.
Однако у этих систем есть и недостатки, и это факт коррупции, которой могут поддаться эти центральные органы.
Как это связано с деньгами?
Деньги были тесно связаны с проблемой византийских генералов практически с момента ее возникновения. Создание денег, которым могут доверять, и с которыми могут согласиться все члены общества, является большой проблемой.
На протяжении всей истории человечества, общества выбирали в качестве формы денег драгоценные металлы и другие виды редких товаров, например, ракушки. В каком-то смысле золото решило эту проблему, поскольку завоевало доверие сторон и было признано во всей децентрализованной системе, включая международную торговлю.
Однако у него есть недостаток, который заключается в том, что его вес и чистоту трудно определить, и это послужило инструментом для обмана.
Поэтому часто говорят, что хотя оно и решила проблему византийских генералов, но решило ее лишь частично. Это связано с тем, что ему требовались центральные органы власти, такие как правительства, для установления определенных стандартов качества.
Со временем правительства монополизировали чеканку монет, чтобы дать пользователям этой валюты уверенность в весе и чистоте золота.
Однако они не смогли полностью решить проблему, с которой мы имеем дело сегодня, поскольку в истории мы видели, как они нарушали доверие людей, манипулируя этими стандартами ради выгоды немногих.
В описании Bitcoin, которое вы можете увидеть на Coinmarketrate.com, Сатоши Накамото учитывал это, и говорил о децентрализованной природе самого Bitcoin в отличие от золота и фиатных денег:
Фундаментальной проблемой традиционной валюты является проблема доверия, которое необходимо для того, чтобы все работало. Нужно иметь доверие к центральному банку, в вопросе обесценивания валют, но стоит заглянуть в историю фиатных валют, и станет видно, насколько она изобилует попиранием этого доверия.
Характеристики, которыми должна обладать валюта, чтобы решить проблему византийских генералов, заключаются в том, что она поддается проверке, устойчива к подделкам и не вызывает доверия. Именно поэтому Bitcoin можно считать изобретением, которое достигло этого, обладая всеми этими признаками.
Как Bitcoin решил эту проблему
Таким образом, Биткойн стал первым реальным решением этой проблемы, если говорить в терминах денег.
До Биткойна было много предложений и реализаций, которые пытались создать деньги отдельно от правительства, но все они так или иначе потерпели неудачу.
- Проблема двойных расходов
Будучи децентрализованной денежной системой, Bitcoin должен был решить проблему владения монетами и предотвратить возможность траты одних и тех же средств дважды, что известно, как двойная трата или проблема двойных расходов.
Мало того, он должен делать это таким образом, чтобы не требовать доверия. Для этого Bitcoin использовал технологию блокчейн — распределенную бухгалтерскую книгу (реестр), в которой история транзакций хранится в виде блоков.
Если бы каждый узел Bitcoin, то есть участники этой сети, могли договориться о том, какие транзакции являются действительными и в каком порядке они выполняются, они могли бы установить, кому принадлежит каждый BTC, и таким образом обеспечить определенную денежную функциональность криптовалюты.
И все это без необходимости доверять третьей стороне и создавать деньги без доверия.
- Proof-of-Work (PoW)
Доказательство работы было основополагающим для способности Bitcoin решить проблему византийских генералов. Механизм, устанавливающий четкие правила для блокчейна.
Если узел хочет добавить информацию в цепочку в виде блоков, ему необходимо предъявить доказательства того, что он вложил достаточно труда для создания блока. Эта работа связана с большими затратами для создателя, поэтому она стимулирует его к публикации честной информации.
Поскольку правила одинаковы для всех, не может быть разногласий по поводу информации, которая включается в сеть Биткойн.
Кроме того, правила, определяющие, какие блоки и транзакции являются действительными и, следовательно, добавляются в цепочку, являются объективными, как и система, определяющая, кто может создавать новые BTC.
С другой стороны, после добавления блока в цепочку, особенно после нескольких подтверждений, его практически невозможно удалить, что делает прошлое Биткойна неизменным.
Так все участники сети Bitcoin соглашаются с содержащейся в нем информацией. Каждый узел может убедиться в том, что блоки и транзакции в них действительны, благодаря системе Proof of Work.
Если один из членов сети пытается отправить информацию, которая является ложной, все узлы сети могут объективно определить эту реальность и отвергнуть ее. А поскольку каждый участник может проверить всю информацию самостоятельно, без участия третьей стороны, Биткойн стал системой без доверия.
Заключение
Проблема византийских генералов связана с тем, что децентрализованным системам трудно прийти к единой истине. Эта проблема была актуальна на протяжении большей части истории человечества до появления Bitcoin.
Биткойн использует механизм консенсуса под названием Proof of Work и блокчейн для решения проблемы византийских генералов.
Набор правил Биткойна объективен, поэтому не существует разногласий по поводу того, какая транзакция или блок являются действительными, что позволяет участникам определить, что из них истинно.