Was ist das Problem der Byzantinischen Generäle?

Kurze Zusammenfassung

✔️ Byzantinische Fehlertoleranz wird in der Blockchain-Technologie verwendet, um sicherzustellen, dass alle Knoten/Miners sich einig sind, welche Blöcke der Kette hinzugefügt werden.

✔️ 51 % der Schürfer müssen sich auf einen Block einigen, damit er hinzugefügt wird.

✔️ Das System erfordert kein Vertrauen zwischen den Schürfern und wird daher "vertrauenslos" genannt.

✔️ Bitcoin läuft dank der byzantinischen Fehlertoleranz seit mehr als 10 Jahren erfolgreich.

Das Problem der byzantinischen Generäle?

Byzantinische Generäle sind also Generäle des Byzantinischen Reiches.

Was war das klassische Problem? Nehmen wir an, Sie belagern eine große Stadt. Es gibt eine Reihe von Armeeeinheiten, die von einem General angeführt werden. Irgendwann müssen alle Generäle die gleiche Aktion ausführen, zum Beispiel angreifen oder sich zurückziehen. Wenn sie nicht das Gleiche tun, erwartet sie die Niederlage.

Wie soll man das anstellen? Lassen Sie uns zunächst den byzantinischen Fehler aufdecken. Es gibt Boten, die zwischen den Armeen herumreiten und die Generäle darüber informieren, was die anderen Generäle entschieden haben. Wenn sich eine Mehrheit für eine bestimmte Strategie entscheidet, müssen sich alle Generäle daran halten.

Ein byzantinischer Fehler liegt vor, wenn ein verräterischer General beschließt, eine Entscheidung (Angriff) einer Gruppe von Generälen mitzuteilen und eine andere (Rückzug) dem Rest.

Die byzantinische Fehlertoleranz funktioniert so, dass nicht loyale Generäle das System nicht "platt machen" können, es sei denn, sie haben die Mehrheit. Angenommen, Sie haben 9 Generäle, von denen 5 loyal und 4 nicht loyal sind, dann entscheidet die Mehrheit über die Strategie. Da die meisten Generäle im Allgemeinen loyal sind, wird dieses System fast immer funktionieren.

Byzantine fault tolerance in der Blockchain

Okay, aber was hat das mit Blockchain zu tun? Bei der byzantinischen Fehlertoleranz (Byzantine fault tolerance) geht es um den consensus bzw. die Einigung auf einer Blockchain.

Ständig werden Transaktionen getätigt und neue Blöcke zu einer Blockchain hinzugefügt. Computer müssen den Überblick über diese Blockchain behalten. Das sind die Miner oder Validatoren. Woher wissen diese Computer also, welche Blöcke die richtigen sind? Schließlich kann es Validatoren geben, die einen Block hinzufügen wollen, der falsch oder betrügerisch ist.

Sie tun dies, indem sie sich darauf einigen, welcher Block richtig ist. Bei den meisten Proof-of-Work-Konsensprotokollen müssen 51% der Miner zustimmen, dass ein Block korrekt ist. In dem Moment, in dem sie dies tun, wird der Block der Blockchain hinzugefügt und unveränderbar gespeichert.

Es ist also durchaus möglich, dass es unter ihnen einige schlechte oder falsche Validatoren gibt und das System dennoch gut funktioniert. Die byzantinische Fehlertoleranz funktioniert so gut, dass Bitcoin seit mehr als einem Jahrzehnt gut damit läuft. Außerdem wird es jedes Jahr schwieriger und teurer, das Netzwerk anzugreifen, weil die Blockchain größer und der Preis teurer ist. Wenn Sie dann 51% der Rechenleistung zusammenbekommen wollen, geht es um so große Geldsummen, dass es Sie mehr kostet als es einbringt. Deshalb hören Sie auch nie mehr von einem Angriff auf die großen Netzwerke.

Das Schöne an diesem System ist, dass die Nodes oder Miner sich nicht einmal gegenseitig vertrauen müssen, es ist vertrauenslos. Alles, was entscheidend ist, ist, dass eine Mehrheit zustimmt, und das geschieht automatisch, ohne dass irgendjemand außer unpersönlichen Computern etwas dazu beiträgt.

Diese Fehlertoleranz ist enorm wichtig, um das System am Laufen zu halten, ohne dass Sie als Schöpfer oder Programmierer ständig alles ändern müssen. Wir können also mit Sicherheit davon ausgehen, dass Satoshi Nakamoto, der Schöpfer von Bitcoin, eine sehr kluge Entscheidung getroffen hat.