8、拜占庭共识：从理论到实践的全面解析

拜占庭共识：从理论到实践的全面解析

1. 共识基础与变体

原子广播协议与共识等价。对于提供服务的状态机，由一组状态变量定义其状态，一组命令修改状态变量。若满足以下四个属性，所有正确的服务器将遵循相同的状态历史：
- 初始状态 ：所有正确的服务器从相同状态开始。
- 一致性 ：所有正确的服务器执行相同的命令。
- 全序性 ：所有正确的服务器按相同顺序执行命令。
- 确定性 ：在两个不同的正确服务器中，相同的初始状态下执行相同的命令会产生相同的最终状态。

若满足这些属性，只要故障服务器数量不超过 f，服务就是正确的。n（服务器总数）和 f 的关系取决于算法，如 n ≥ 3f + 1 或 n ≥ 2f + 1。状态机复制（SMR）虽与共识不同，但因涉及解决共识问题，常被称为共识，此术语在区块链领域较为常见。

Paxos 对共识的定义有助于在崩溃故障模型中简单实现 SMR，但在拜占庭故障模型中，由于故障进程可能任意偏离算法，情况会更复杂。

此外，还有几种共识变体：
- k - 集共识 ：正确进程最多决定 k 个不同的值。
- 带替代方案的拜占庭将军问题 ：进程对可接受和不可接受的决策/行动可能有多种看法，目标是让所有正确进程就正确进程提出的好决策达成一致，绝不接受坏决策。

大多数共识定义假设算法由固定的 n 个已知进程执行，不过也有关于动态系统中共识的研究，其中进程