FBA:一文详解联邦拜占庭协议-ODAILY_BFT

推荐理由：拜占庭协议是了解区块链的基础，这个问题是由图灵奖获得者、分布式系统关键奠基人——Lamport大神所提出的。用于解释和解决去中心化共识问题。

随着区块链技术越来越受欢迎，开发人员越来越多地调整和试验共识机制。

达成共识的最传统方式是通过拜占庭协议。区块链上的节点通过就给定问题的解决方案达成共识来验证数据块。当某个最小数量的节点同意所提出的解决方案是正确的时候，就达成了拜占庭协议，从而验证了一个块并允许将其包含在区块链中。

联邦拜占庭协议

瑞波区块链开创了联邦拜占庭协议共识机制。Stellar区块链进一步完善了这种方法，采用了第一个可证明安全的FBA协议。在FBA系统中，不必提前知道和验证每个节点，成员资格是开放的，控制是分散的。节点可以选择他们信任的人。系统范围的仲裁来自各个节点做出的决定。

仲裁切片

法定人数是在系统内达成一致所需的节点数。FBA改为使用“仲裁切片”。仲裁切片是仲裁的子集，可以说服另一个特定节点同意。

一个节点可以依赖于许多切片，并且节点的选择可能取决于外部标准。例如，“节点X”可以说：“为了达成共识，我们必须从我们选择的五家银行中的三家节点中购买”。五家银行中的三家现在可以确定节点X是否同意。添加另一层复杂性节点X可能是另一个节点的仲裁切片的一部分。

如果将节点编程为依赖仲裁片，用户必须相信仲裁片足够值得信赖，如果它同意某事，则该节点肯定应该同意它。

仲裁切片

法定人数交叉点

信任是在节点的配置文件中设置的。由于节点可能具有不同的配置文件，因此网络中的切片和仲裁可能会动态形成。一个好的仲裁共享节点，导致仲裁重叠。这种重叠称为“群体交叉”。当法定人数不相交时，系统最终会出现“不相交的法定人数”。不相交的法定人数是不可取的，因为它们中的每一个都可以独立地同时就矛盾的交易达成一致，从而破坏整体共识。

法定人数交叉点

受阻状态与发散状态

区块链应该是快速和安全的。如果节点在达成协议的过程中被“阻塞”，区块链就会变慢。当区块链上的节点呈现与其他节点不同的值时，系统是“发散的”。发散系统比阻塞系统更危险：阻塞系统只是速度慢，但发散系统开始显示相互矛盾的数据。

3组不相交的法定人数

FBA的优势

开放会员和去中心化控制

没有看门人或中央权威——单个节点可以决定他们信任谁来获取信息

选择每个节点信任谁的能力使网络去中心化

节点可以有多个切片

进入门槛低

面对故障时坚韧性

可以对节点进行编程以信任仲裁切片或外部源，具体取决于其不同时间的性能

单个节点的选择可以基于外部标准

结论

FBA分类帐可以是最新且准确的，而无需其所有节点都同意。相反，从每个节点的选择中会出现一个仲裁。

仲裁片可以说服单个节点达成一致，而仲裁片可以说服整个系统达成一致。如果一个节点发现一个特定的仲裁片完全值得信赖，它可以同意遵循该仲裁片同意的任何内容。

传统拜占庭协议系统与FBA系统的不同之处在于，在后者中，每个节点都选择自己的仲裁切片。

译者笔记：

PBFT中每一个子节点要与另外节点P2P同步共识，所以如果节点的数量增加，那么改链性能将会下降。不过在节点较少的区块链还是可以有很好的性能，而且有很低的分差几率。因此联盟链或斯链会有更多的应用，例如蚂蚁链和Fabric。

但是，在大规模扩张的公链里也有项目尝试采用PBFT。例如EOS采用DPOS+ABFT共识协议，波卡采用BABE+GRANDPA的混合公式协议。这两条链在BFT共识前，先在节点中选择出参与共识的节点。这样可以减少节点数量，增加性能。因此笔者认为BFT协议可以在众多公链中也可以广泛应用。

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