分散システムにおける暗号化とセキュリティは、情報技術時代の基本的なトピックとなっています。これに関連して、ビザンチン フォールト トレランス (BFT) が、ブロックチェーンなどの分散型ネットワークの完全性と信頼性を保証するための重要な概念として浮上しました。この記事では、ビザンチン フォールト トレランスとは何か、ビザンチン将軍問題、BFT とブロックチェーンの関係、ビザンチン フォールトの種類、このテクノロジーの利点と制限について説明します。
ビザンチン フォールト トレランス (BFT) とは何ですか?
ビザンチン フォールト トレランス (BFT) は、分散システムが障害や悪意のある動作に抵抗し、一貫性のない動作をするノードやアクターが存在する場合でもシステムが正しく機能することを保証するコンピューティングの概念です。あるいは悪意を持って。言い換えれば、BFT は、分散システムにおける任意の障害や敵対的な攻撃に対する耐性に焦点を当てています。
ビザンチン将軍問題とは何ですか?
ビザンチンの将軍の問題は、ビザンチンのフォールト トレランスの必要性を示す理論的なシナリオです。ビザンチンの将軍のグループが敵都市を包囲し、攻撃または撤退を調整しなければならないと仮定します。一部の将軍は裏切り者であり、他の将軍に偽のメッセージを送信する可能性があります。課題は、たとえ一部の不誠実な将軍がいたとしても、あるいは将軍間のメッセージが失われたり操作されていたとしても、忠実な将軍たちが全会一致の決定を下せるようにすることです。ビザンチン フォールト トレランスはこの問題に対処し、信頼できない環境でも将軍が信頼できる合意に達することを可能にします。
ビザンチンの将軍の問題の図。出典: ウィキペディア。
BFTとブロックチェーンの関係
ビットコインやイーサリアムなどの暗号通貨で使用されるブロックチェーン技術は、ビザンチン耐障害性の顕著な使用例です。ブロックチェーン ネットワークでは、参加ノードはブロックチェーンの状態と有効なトランザクションについて合意する必要があります。ビザンチン フォールト トレランスにより、一部のノードに悪意があるか障害がある場合でも、ネットワークがコンセンサスに達し、ブロックチェーンに保存されているデータの整合性を維持できることが保証されます。
ビザンチン断層の種類
BFT が対処する必要があるビザンチン障害にはいくつかのタイプがあります。
- 省略による失敗: 一部のノードは応答しない、またはその責任を果たさない場合があります。
- コミッションの失敗:ノードは誤った情報や悪意のある情報を送信する可能性があります。
- 遅延障害:ノードは、意図的または意図せずにメッセージ配信を遅らせる可能性があります。
- パーティションの障害:ネットワークが切断された部分に分割される可能性があり、調整が困難になります。
コンセンサスモデルの動作スキーム。出典: コロキウム ブロックチェーン テクノロジーズ。
BFT の利点と制限
| 利点： | 制限： |
| 信頼とセキュリティ: BFT は、障害や悪意のある攻撃に対抗することで、分散システムにおける高レベルの信頼とセキュリティを保証します。 | 複雑： BFT の実装は複雑になる可能性があり、高い計算コストが必要になります。 |
| 一貫性： BFT システムはデータの一貫性を維持します。これは金融および投票アプリケーションでは非常に重要です。 | 参加者の数： ネットワークに参加するノードの数が増えると、ビザンチン フォールト トレランスがより困難になる可能性があります。 |
| スケーラビリティ： BFT はスケーラブルで効率的であるため、成長するシステムに適しています。 | レイテンシー： BFT ではノード間の調整が必要なため、意思決定の待ち時間が長くなる可能性があります。 |