类两军问题:区块链的发展与共识机制

区块链的发展脉络

关于区块链的发展脉络这个问题,著名的区块链科学研究所创始人梅兰妮.斯万将他的发展阶段分成了三个阶段或者领域:区块链1.0、区块链2.0和区块链3.0。

区块链1.0:这个阶段以比特币为代表的可编程货币为代表。更多的还是值数字货币领域的创新,比如货币的转移、兑付和支付系统等等。

区块链2.0:基于区块链的可编程金融。到了这个阶段,更多的是涉及到了一些合约方面的创新,特别是商业合同以及交易方面的创新,比如股票、证券、期货、贷款、结清结算以及所谓的智能合约等等。

区块链3.0:在这个阶段,区块链技术已经被应用到了其他的一些行业,开始更多的对应人来组织形态的变革,包括健康、科学、文化甚至基于区块链的司法、股票等等。

区块链的发展脉络

区块链的共识机制

为了更加清楚的说明白共识机制这件事情,我们先来看两个古老的引入问题,类两军问题和拜占庭将军问题

一、类两军问题

关于这个问题,网络上流传最为广泛的解释是这样的。两个相距很远的军队需要传递信息,其中的一方我们称之为蓝军,另一方称为红军,蓝军派出了自己的信使告诉红军,“有本事就把你们的意大利炮拿出来”,红军在收到信息之后又派出一个人告诉蓝军,“收到指令”,然后红军又派出一个信使告诉蓝军,“知道你知道我收到指令了”然后蓝军又派出一个信使去和红军说“知道你知道我知道你收到指令了”然后就这样没完没了一直纠缠下去。

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二、拜占庭将军问题

拜占庭将军问题是一个很古老的问题,具体讲的是拜占庭罗马帝国在军事行动中,采取将军投票的策略来决定是进攻还是撤退。也就是说如果大多数人同意进攻,那么大部队就会冲上去,但是问题就出在了军队中如果有奸细(比如有一些将军已经反水投敌故意乱投票,甚至是传令官擅自更改军令),所以如何保证最后的投票结果可以真实反映那些忠诚将军的真正意愿就成了最为关键的因素所在。

这里我们在详细说明一下拜占庭将军这个问题,在很久以前,有一个很强大的帝国叫做拜占庭,他拥有一支非常强大的军队,而在他的周围有十个国家,这十个小国长期以来饱受拜占庭帝国的欺压,对这些小国而言,想要战胜强大的拜占庭帝国,必须在同一时间有六个以上的国家同时进攻才有可能打败拜占庭帝国,否则,就一定会失败。

拜占庭将军问题

这个时候问题就出现了,在古代,军队之间的的通信完全依赖于人,如果其中一个国家的军队里有奸细,不论下令的是将军还是传信的通讯兵,都有可能会使得另外的九个国家得到的是假消息,从而造成战争的失败。所以无论是谁作为其中一个小国的国王,都必须非常小心,因为他稍不留神就有可能造成自己国家的亡国。

正是由于这些问题的存在,我们需要达成共识,区块链上的共识机制有多种。当然没有一种共识机制是完美无缺的,同时也不存在一种适用于所有场景的共识机制。

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