区块链安全理论与实践（Blockchain for Distributed Systems Security）阅读笔记D2

分布式共识协议和算法

容错共识（Fault-tolerant Consensus）

容错共识是分布式系统中广泛应用和研究的机制。容错共识旨在规范分布式系统内的信息传播方式，以在组件和通信出现故障的时候，依然可以相应服务请求。
共识的意思，简单来说就是让分布式系统中的各个组件在数据取值上达成一致。
第二章主要内容：
消息传递系统（Message-passing System）
系统崩溃故障（Crash Failure）
拜占庭故障（Byzantine Failure）

系统模型

影响分布式系统共识的三个因素：网络同步性，组件故障，共识协议

1、网络同步性

网络同步性是研究任何分布式系统的一个前提条件，用来定义各个组件之间的协调程度。我们研究任何分布式系统之前，我们需要假设一个网络同步性条件，作为接下来一切讨论的基础。
一个分布式系统有三种同步性：
同步（synchronous）：这种同步性以轮（round）为单位进行协调。在同一轮内，各个组件根据事先预定好的协议进行操作，当各个组件都执行完毕之后，互相确认，然后再进行下一轮的操作。
异步（Asynchronous）：和同步相对，这种同步性中的各个组件不互相协调，每个组件之间没有事先预定好的协议，以机会方式（opportunistic Fashion）各自执行操作。对组件间的消息传送或消息传输延迟没有保障。
部分同步（Partially Synchronous）：各个组件不互相协调，但是消息传输延迟存在上限。也就是说消息传送是有保障的，但是可能传输不及时。

著名的比特币，就是属于部分同步系统。

组件故障

系统崩溃故障，拜占庭故障

共识协议

共识协议是为网络中所有组件定义一组消息传递和处理规则的机制。
如果一个共识协议能容忍至少一个组件发生崩溃，那么称之为崩溃容错（Crash-Fault Tolerant CFT）
如果可以容忍至少一个组件发生拜占庭故障，那么称之为拜占庭容错（Byzantine-Fault Tolerant BFT）