通俗易懂理解PBFT拜占庭容错的回答

作者：蒋雨辰
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拜占庭容错是一种共识算法，即如何使远距离通信的人们对一个提案达成一致意见。

与普通的共识算法（例如，majority wins，即超过一半人赞成即有效）不同的是，PBFT可以容忍投票的人中产生叛徒或者不响应。

举个合适的例子，我是一个愚昧的国王，没有自己的判断力，我不知道应该对敌国进攻还是投降好。我有一些大臣，我希望听从他们的意见做出决定，但是他们现在都离我很远，我只能通过飞鸽传书的方式告知他们目前的问题，得到他们的选择。然而，可能出现大臣叛变，故意提出相反的观点（错误的节点），也可能出现鸽子在传输过程中飞错了，我没有得到该大臣的选择（网络堵塞）。PBFT可以保证如果我有3f+1的大臣的话，即使其中有f个大臣叛变或者没有响应，我依然可以得出共识的正确结果。

这里一个核心问题就是，为什么有f个节点未响应或出错时，为了保证系统的正常，我需要总共有3f+1个节点进行投票。

同样用国王的例子，假设除了我（国王）一共有n个大臣，我知道其中有f个大臣是叛徒或者未响应，所以我一定要能从n-f个大臣的回应中进行判断（如果上述f个大臣都是未响应）。然而由于是飞鸽传书（异步传输），所以当我陆续收到n-f个传来的消息后，我并不知道之后是否还会有新的消息传来。因为如果f个有问题的大臣都是未响应，那么我将不会收到新的消息，如果其中有大臣是叛徒，我之后还会收到消息，但作为国王的现在不知道是哪种情况，却需要立刻作出进攻还是投降的判断。

最坏的情况下，剩下的f个大臣都是好人，只是鸽子飞得慢我还没收到消息，也就是说我收到消息的n-f的大臣中有f个大臣都是叛徒，即f个叛徒和n-2f个好人。由于多数者胜，所以只有当n-2f>f的情况下，作为国王的我会做出正确的决定，即n>3f，n最小需要取3f+1。

这也就是为什么PBFT能保证有3f+1节点投票时，允许f个节点未响应或者出现故障投相反票。