Bizans Hata Toleransı
Bizans hata toleransı, bazı süreçlerin çelişkili veya kötü niyetli mesajlar göndererek keyfi olarak başarısız olabileceği durumlarda uzlaşmaya varma çalışmasıdır.
Tanım
Bizans hatası, kötü niyetli davranışlar da dahil olmak üzere bir bileşenin spesifikasyonundan keyfi bir sapmadır; Bizans hata toleransı ise, dağıtılmış bir protokolün, sınırlı sayıda hatalı katılımcıya rağmen doğruluk koşullarını karşılama yeteneğidir.
Kapsam
Bu kapsam, Bizans generalleri problemini ve bu problemin ortaya koyduğu sıkı dayanıklılık sınırlarını (f adet keyfi hatayı tolere etmek için en az 3f+1 süreç veya imzalı mesaj), senkron sözlü ve imzalı mesaj uzlaşma algoritmalarını ve PBFT gibi pratik asenkron Bizans hata toleranslı protokolleri ile bunların türevlerini içermektedir. İzinli blok zincirlerinin ve yüksek bütünlüklü çoğaltılmış hizmetlerin güven modellerinin temelini oluşturmaktadır.
Temel sorular
- Belirli sayıda keyfi hatayı tolere etmek için kaç doğru sürece ihtiyaç vardır?
- Dijital imzalar, Bizans uzlaşması için dayanıklılık sınırlarını nasıl değiştirmektedir?
- Bizans uzlaşması, pratik asenkron sistemler için nasıl yeterince verimli hale getirilebilir?
Temel kuramlar
- Bizans generalleri sınırı
- Kimliği doğrulanmamış (sözlü) mesajlarla, Bizans uzlaşması ancak süreçlerin üçte ikisinden fazlası doğruysa (n > 3f) çözülebilmektedir; taklit edilemez imzalı kimliği doğrulanmış mesajlar bu gereksinimi gevşetmektedir.
- Pratik BFT replikasyonu
- PBFT, Bizans uzlaşmasının, birincil birim ve üç aşamalı bir protokol kullanarak durum makinesi replikasyonu ile kısmen senkron bir sistemde çalışabileceğini göstermektedir; bu sayede üçte bir oranında hatalı replikayı tolere ederken pratik performans elde edilmektedir.
- Senkron uzlaşma algoritmaları
- Senkron modelde, özyinelemeli sözlü mesaj ve imzalı mesaj algoritmaları f+1 turda uzlaşma sağlamaktadır; bu durum, keyfi hataları tolere etmenin tur karmaşıklığı maliyetini göstermektedir.
Klinik önem
Bizans hata toleransı, yalnızca çökmelere değil, aynı zamanda uzlaşma veya kötü niyetli davranışlara da dayanması gereken sistemlerin temelini oluşturmaktadır; bu sistemler arasında izinli blok zincirleri, yüksek güvenceli çoğaltılmış hizmetler ve keyfi bileşen arızasının göz ardı edilemeyeceği aviyonik ve havacılık kontrol sistemleri bulunmaktadır.
Tarihçe
Pease, Shostak ve Lamport, 1980'de uzlaşma sınırlarını belirlemiş ve 1982'de bunları Bizans generalleri problemi olarak dramatize etmişlerdir; yaklaşık yirmi yıl boyunca Bizans uzlaşması, Castro ve Liskov'un 1999 tarihli PBFT'sinin verimli asenkron Bizans replikasyonunu göstermesine kadar pratik için çok maliyetli kabul edilmiştir. Bu çalışma alanı canlandırmış ve daha sonra blok zinciri konsensüsünü etkilemiştir.
Öne çıkan isimler
- Leslie Lamport
- Robert Shostak
- Marshall Pease
- Miguel Castro
- Barbara Liskov
İlgili konular
Temel eserler
- lamport1982byz
- castro1999
- pease1980
Sıkça sorulan sorular
- f adet Bizans hatasını tolere etmek neden 3f+1 sürece ihtiyaç duyar?
- Doğru süreçler, f adet hatalı süreç yalan söylese ve diğer f adet süreç yavaş veya erişilemez olsa bile çoğunluk kararına varmalıdır; ancak hatalı süreç sayısının üç katından fazla bir sayıya sahip olmakla, doğru çoğunluk hatalı ve gecikmeli katılımcıların kombinasyonunu her zaman geçersiz kılabilmektedir.