Một mạng giao tiếp hiệu quả với các cơ chế đồng thuận là rất tốt ở bất cứ một hệ sinh thái nào trong bối cảnh tiền mã hóa ngày càng phát triển. Bởi nó sẽ giải quyết những vấn đề phức tạp có thể tồn tại trong quá trình xây dựng hệ thống phân tán. Đó là lý do mà hệ thống chịu lỗi Byzantine trở nên quan trọng trong lĩnh vực công nghệ khi mà vấn đề đảm bảo tính toàn vẹn và tin cậy của thông tin trong môi trường công nghệ là hoàn toàn chính đáng.
Tìm hiểu hệ thống chịu lỗi Byzantine là gì?
Hệ thống chịu lỗi Byzantine (BFT) các chữ viết tắt của cụm Byzantine Fault Tolerance, dùng để chỉ cho phương pháp và cơ chế thiết kế dùng trong lĩnh vực hệ thống phân tán. Điều này nhằm đảm bảo tính tin cậy của thông tin trên thị trường ít tin cậy.
Mục tiêu của hệ thống chịu lỗi Byzantine: Cho phép hệ thống không ngừng hoạt động ngay cả khi hệ thống có một số thành viên hoạt động sai lệch hoặc thành viên bị kiểm soát bởi kẻ tấn công.
Cơ chế đảm bảo tính tin cậy của BFT: Đạt được đồng thuận của các thành viên khác nhau trong hệ thống phân tán. Dù là môi trường không có sự đồng thuận để đảm bảo tính chính xác trong hoạt động của hệ thống cũng như duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu. Dù cho một số thành viên có hành vi bất thường đi nữa thì cơ chế của hệ thống vẫn vận hành và không ảnh hưởng gì.
Dự án nào sử dụng hệ thống chịu lỗi Byzantine
Một số dự án sử dụng hệ thống chịu lỗi Byzantine là:
Stellar
Là một hệ thống thanh toán phi tập trung và phân tán, xây dựng dựa trên cơ chế của BFT. Stellar sử dụng (SCP) mô hình quyết định đa bước để đạt sự đồng thuận ở trong mạng lưới.
Một số mạng khác sử dụng toàn bộ mạng khai thác để tiến hành phê duyệt giao dịch nhưng Stellar thì không. Stellar sử dụng các thuật toán đồng thuận liên kết Byzantine để tiến hành xử lý các giao dịch đơn giản và tiết kiệm thời gian hơn.
Ripple
Được xác định là một hệ thống thanh toán và chuyển tiền phân tán, dùng giao thức đồng thuận BFT xác nhận các giao dịch cũng như tiến hành tạo khối mới. Vào năm 2012, Ripple triển khai RCL (Ripple Consensus Ledger) sau đó đổi tên thành (XRPL) XRP Ledger.
XRP Ledger không sử dụng thuật toán đồng thuận PoW hay quá trình đào để tiến hành xác minh giao dịch. Thay vào đó, mạng lưới sẽ sử dụng sự đồng thuận thông qua sử dụng thuật toán đồng thuận tùy chỉnh – RPCA (thuật toán đồng thuận giao thức Ripple).
Công nghệ Blockchain là một trong các ứng dụng quan trọng của hệ thống chịu lỗi Byzantine. Nút mạng đóng vai trò là thành viên của hệ thống Byzantine Fault Tolerance trong môi trường mạng lưới. Để đạt được sự đồng thuận của các nút mạng được cho là điều vô cùng quan trọng để duy trì tính bảo mật tuyệt đối và sự toàn vẹn của chuỗi khối.
Thuật toán BFT được tạo ra nhằm đảm bảo các nút trong hệ thống hoạt động cùng nhau an toàn và đồng thuận, từ đó đưa ra quyết định chung.
Một số ứng dụng hệ thống chịu lỗi Byzantine
Các ứng dụng của hệ thống này là:
Chữ ký điện tử
Là một ứng dụng đơn giản dùng để xác thực xem ai là người đã gửi đi thông điệp. Cũng như thông điệp đó chỉ có người sở hữu Private Key là có quyền tạo ra. Thông điệp này không thể bị sửa đổi ở trong quá trình truyền thông tin đi. Cơ chế này hoàn toàn có nhiều điểm tương đồng với các bài toán tướng quân Byzantine được đề cập bên dưới.
PoW (Proof of Work)
Proof of Work là khái niệm tồn tại trước khi tiền mã hóa ra đời. Satoshi Nakamono phát triển nó thành thuật toán cho phép tạo ra Bitcoin như là một hệ thống chịu lỗi Byzantine. Phương pháp này có cách thức hoạt động đơn giản là các Miner sẽ giải một bài toán để thêm khối vào trong mạng lưới. Người dùng sẽ sử dụng tài khoản của bản thân: Điện, đầu tư phần cứng,..để góp sức. Các tài nguyên này nếu gian lận thì sẽ bị coi là lãng phí và tự làm hại chính mình. Nếu như có nhiều hơn 50% Miner không gian lận trong mạng thì hệ thống sẽ an toàn hơn.
Thuật toán PoW này sẽ không chịu lỗi Byzantine 100%. Dẫu vậy thì quá trình đào tốn kém và chi phí mỹ thuật mã hóa đằng sau nó – PoW chứng tỏ bản thân là một trong những thuật toán triển khai vô cùng an toàn và đáng tin cậy nhất của Blockchain. Từ đó, thuật toán PoW được mặc định là một trong những giải pháp đúng đắn nhất của lỗi Byzantine.
Hệ thống chịu lỗi Byzantine có nguồn gốc thú vị nào?
Hệ thống chịu lỗi Byzantine (BFT) là viết tắt của Byzantine Fault Tolerance, là tên gọi xuất phát từ bài toán tướng quân Byzantine (Byzantine Generals’ Problem) ra đời vào 1982.
Byzantine Generals’ Problem là một cách mô tả bài toán giả định cho kết quả tấn công hoặc rút lui khỏi thành phố của các tướng quân Byzantine trong các trận chiến. Mà mục đích cuối cùng là đạt được một thỏa thuận đồng nhất giữa các bên sau khi đưa ra ý kiến tấn công hoặc rút lui.
Bài toán tướng quân Byzantine được tạo ra nhằm giải quyết vấn đề tồn tại của lĩnh vực hệ thống phân tán: đảm bảo sự đáng tin cậy và toàn vẹn 100% của thông tin nhận được khi không có sự đồng thuận của hệ thống: liên quan đến yếu tố thông điệp không thể truyền đi, bị làm giả thông tin, tướng lĩnh có nội gián,…
Từ đó bài toán tướng quân Byzantine ra đời nhằm giải quyết vấn đề phân tán và bảo mật. Hệ thống chịu lỗi Byzantine được phát triển trên nền tảng của bài toán tướng quân Byzantine nhằm đảm bảo tín tin cậy của thông tin trong môi trường đầy rẫy những thông tin có thể giả mạo.
Kết luận
Hệ thống chịu lỗi Byzantine ứng dụng vô cùng có hiệu quả ở trong hệ thống sinh thái Blockchain, điều này đã được chứng minh ở bài viết phía trên. Bên cạnh đó, thuật toán Byzantine này còn sử dụng ở trong những ngành nghề tiên tiến công nghiệp hàng không, không gian cũng như điện hạt nhân nữa. Một điều chắc chắn là Byzantine sẽ còn phát triển vô cùng mạnh mẽ trong tương lai.
Thông tin: chuyengiatienao.com