aBFT là gì? Khả năng chịu lỗi Byzantine không đồng bộ (asynchronous Byzantine Fault Tolerance)

Khả năng chịu lỗi Byzantine không đồng bộ (aBFT – asynchronous Byzantine Fault Tolerance) là một thuộc tính của thuật toán đồng thuận chịu lỗi Byzantine (BFT – Byzantine Fault Tolerance), cho phép các nút trung thực (honest node) của mạng đảm bảo đồng ý về thời gian và thứ tự của một tập hợp các giao dịch một cách công bằng và an toàn.

Khả năng chịu lỗi Byzantine (BFT – Byzantine Fault Tolerance) là gì?

Hãy bắt đầu bằng cách hiểu khả năng chịu lỗi của Byzantine (BFT) thực sự có nghĩa là gì. Thuật ngữ khả năng chịu lỗi Byzantine có nguồn gốc từ một kịch bản giả định được gọi là “Vấn đề của tướng Byzantine”.

Kịch bản giả định này được phát triển để mô tả một tình huống trong đó, để tránh sự thất bại của hệ thống phân tán, các tác nhân của hệ thống phải đồng ý về một chiến lược phối hợp, nhưng một số tác nhân này không đáng tin cậy. Nó sử dụng một cuộc tấn công có kế hoạch vào một thành phố của đối phương bởi bốn vị tướng Byzantine.

Các tướng lĩnh này và quân đội của họ mỗi người đang chiếm giữ một phía khác nhau của thành phố và do đó hoàn toàn tách biệt với nhau, khiến cho việc liên lạc trực tiếp và phối hợp không thể thực hiện được. Để lập kế hoạch tấn công – hoặc rút lui – họ phải sử dụng sứ giả của riêng họ để xử lý thông tin liên lạc và do đó mỗi người gửi sứ giả của họ để chia sẻ kế hoạch của họ với nhau.

Nhưng có những sai sót nghiêm trọng trong cách tiếp cận này – có những câu hỏi về độ tin cậy của các thông điệp được chia sẻ, chẳng hạn như: điều gì sẽ xảy ra nếu bất kỳ sứ giả nào bị bắt và thay thế bằng sứ giả của đối phương, những người cố tình chia sẻ thông tin sai lệch?

Điều gì sẽ xảy ra nếu một (hoặc thậm chí hai) trong số các vị tướng thực sự là kẻ phản bội và gửi một sứ giả với những thông tin nhằm mục đích thông tin sai lệch? Điều gì sẽ xảy ra nếu một trong những người đưa tin là kẻ phản bội và cố tình chia sẻ thông tin sai lệch?

Bạn nhanh chóng bắt đầu thấy rằng có một vấn đề đáng tin cậy ở đây mà không thể bỏ qua cách mà những vị tướng Byzantine này đang cố gắng đi đến thống nhất (hoặc thỏa thuận hoàn toàn) về việc nên tấn công hay rút lui khỏi thành phố mà họ đang xung quanh.

Và bằng cách có một giải pháp cho vấn đề tin cậy này, được gọi là khả năng chịu lỗi byzantine (BFT – Byzantine Fault Tolerance), bạn có thể tin tưởng rằng mạng sẽ hoạt động công bằng.

Khả năng chịu lỗi Byzantine (BFT) áp dụng như thế nào đối với các mạng phi tập trung (decentralized network)?

Tất cả các mạng phi tập trung (sổ cái phân tán, chẳng hạn như blockchain) đều có các nút độc lập hoạt động giống như các tướng byzantine trong tình huống giả định ở trên.

Các nút này phải đạt được thỏa thuận hoặc đồng thuận về những thứ như: các giao dịch được gửi đến mạng, thứ tự của các giao dịch đó và trạng thái của chính mạng đó. Các nút mạng này có thể cách xa nhau về mặt địa lý, ảo, kiến ​​trúc và đôi khi cả về mặt đạo đức.

Vì vậy, không chỉ các nút cần có khả năng giao tiếp, để đạt được mục tiêu cuối cùng là cơ chế đồng thuận (Consensus Mechanism), mà còn cần tính đến việc một số nút là độc hại; sự tin cậy là một vấn đề quan trọng ở đây, vì một số nút có thể đang hoạt động không trung thực trên mạng: Chúng có thể bị tin tặc chiếm đoạt hoặc cố tình gửi thông tin không chính xác. Giao tiếp giữa những gì đôi khi có thể là hàng nghìn nút, khiến việc đi đến một sự đồng thuận, hoặc thỏa thuận, về một quyết định là rất khó khăn.

Trong một mạng phi tập trung, có giá trị to lớn khi biết rằng thời gian và thứ tự của các giao dịch diễn ra trên mạng đã đạt được sự đồng thuận và mọi giao dịch đều được ghi lại, xác minh và chia sẻ bởi các nút tham gia – ngay cả khi một số nút đó không đáng tin cậy, hoặc thậm chí có thể đang cố gắng ảnh hưởng tiêu cực đến sự đồng thuận.

Trong một mạng phi tập trung, toàn bộ quá trình này có lợi ích bổ sung là có sự đảm bảo về mặt toán học về sự đồng thuận hoặc quyết định tương tự được đưa ra bởi các nút tham gia trung thực. Khả năng này giúp các nút trong mạng phi tập trung đi đến thỏa thuận chính xác về các giao dịch mà không cần tin tưởng lẫn nhau – trên quy mô lớn – là điều thực sự làm nên sự khác biệt của công nghệ sổ cái phân tán (Distributed Ledger Technology).

Khả năng chịu lỗi Byzantine “không đồng bộ” (aBFT – asynchronous Byzantine Fault Tolerance) là gì?

Khi một mạng phi tập trung có khả năng chịu lỗi Byzantine, điều đó có nghĩa là các thành viên hoặc nút trung thực của mạng có thể được đảm bảo đồng ý về thời gian và thứ tự (đồng thuận) của một tập hợp các giao dịch.

Bất kể liệu có một số nút đang cố gắng ngăn cản sự đồng thuận đó một cách ác ý hay không – ngay cả khi có tới 1/3 số nút đang cố gắng ảnh hưởng tiêu cực đến sự đồng thuận bằng cách trì hoãn giao dịch hoặc làm hỏng mọi thứ. Đây là ‘khả năng chịu lỗi’ của mạng, có nghĩa là mạng có thể chịu đựng được bao nhiêu nút để hành động có hại, nhưng vẫn đạt được sự đồng thuận trung thực.

Thuộc tính ‘không đồng bộ – asynchronous’ của khả năng chịu lỗi Byzantine vượt qua một thách thức về khả năng chịu lỗi, đó là thời gian. Nhiều dạng khả năng chịu lỗi của Byzantine giả định rằng có một ngưỡng tối đa của độ trễ tin nhắn khi đạt được sự đồng thuận. Mạng không đồng bộ byzantine chịu lỗi (aBFT) loại bỏ giả định này và cho phép một số thông báo bị mất hoặc bị trì hoãn vô thời hạn.

Một mạng aBFT cho phép thông điệp bị mất hoặc bị trì hoãn vô thời hạn và chỉ giả định rằng tại một thời điểm nào đó, thông điệp của một nút trung thực cuối cùng sẽ được thông qua. Khó hơn nhiều đối với một nút trung thực để đánh giá xem liệu một nút khác có đang tuân theo các quy tắc hay không, nếu thông điệp của nút đó có thể bị trì hoãn không xác định, nhưng kịch bản này phản ánh tốt hơn nhiều về độ tin cậy của mạng trong thế giới thực.

Theo: hedera

Khuyến cáo: Thông tin trên bài viết này chỉ mang tính tham khảo, không có bất kỳ lời khuyên nào về mua bán, đầu tư. Bạn hãy tự nghiên cứu trước khi thực hiện bất kỳ hình thức đầu tư nào.

Nội dung đề xuất