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CSW中本聪与拜占庭将军

放大字体  缩小字体 2020-03-25 18:38:48 作者:刘晔医法研究

原标题:CSW | 中本聪与拜占庭将军

作者:Craig Wright

原文标题:《 Satoshi and the Byzantine Generals》,2020 年3月24日首发于craigwright.net

在我发布比特币之前,我一直在讨论这个拟议中的系统如何运作。[1]

许多人没有读过白皮书,他们都以为比特币是一种投票系统,通过共识规则,任何一个人都有投票权。白皮书是这样说的:

如果大多数是指基于一IP地址一票,那么任何能够分配多个IP 的人都能破坏它。工作量证明本质上是一CPU一票。

白皮书没有说一计算机一票,因为一CPU 并不代表一个个体。它并不代表在网络上以用户身份运行的节点。这种混乱源于对拜占庭将军问题的完全不一致的理解。

比特币没有给网络上的每个用户节点以投票权。比特币节点是将军。将军们组成了一小群人,他们很容易被发现,也很容易被归责。将军不是士兵。网络中的每一个将军,可能有数以百万的士兵。换句话说,网络中的每一个节点,可能有数百万的用户。成为比特币网络节点的唯一途径是解决区块难题。它不是试图解决区块难题,而是积极解决区块难题。如果你是树莓派用户,而且你永远没有解决过区块难题,那么你就不是比特币网络的节点。比特币和比特币的分支(BTCBCH 和其他系统)[2]都被最多10个矿工所控制,这些矿工是节点。如果一个矿工有多个访问入口和出口,那么他们就作为一个单一节点而存在。

因此,如果有一个矿工运行多个入口和出口,那么它们是且只是一个节点。在比特币的早期,我曾经解释过:

目前的系统中,每个用户都是一个网络节点,这不是预期的大规模配置。这就像每个Usenet 用户都运行自己的NNTP 服务器一样。比特币的设计是支持让用户成为用户。运行一个节点的负担越重,则节点就越少。这些少数节点将是大型服务器集群。其余的将是只处理交易而不生成区块的客户端节点。[3]

为了确保我的话不被误解,请注意,正是服务器集群的创建服务了网络。因此,一组商业化节点,可能有出入口以满足内部的分布式节点结构,甚至可能在全球是去中心化的,但它由一个公司所拥有,作为一个单一的节点。届时,它们将成为未来世界各地银行和商业活动的处理设施。那时,全球可能只有100个矿工,也就是100个节点,但他们可以拥有数百万台机器:

在均衡尺寸下,许多节点将是服务器集群,其中有一个或两个网络节点通过局域网为集群的其余部分提供服务。[4]

所以,矿工或者节点,就是将军。用户都能够利用简单支付验证(SPV)来使用网络,并保持验证网络交易的能力。它们只需要每个区块头。也好,没人理解我的话,我可以自由地为我们扩容比特币的唯一途径申请专利:

该设计描述了一个轻量级的客户端,不需要完整的区块链。在本设计的PDF中,它被称为简单支付验证。轻量级客户端可以发送和接收交易,只是不能生成区块。它不需要信任一个节点来验证支付,它可以自己验证它们。[4]

什么是将军?

如果我们回顾一下最初的中国将军问题,你会发现,重要的不是计算机的数量,而是由一个单一实体控制的集合计算能力,这个实体需要与其他实体协作。基于共识和分布问题,每个将军控制一支军队。大多数人由于理解上的缺陷,将每个将军平等对待,好像他们每个人都有一个投票权。但是将军们没有一张单独的选票。每个将军根据他们军队的规模进行投票。这不是需要将军们按照五比三的比例来证明忠诚的问题,而是需要汇集,并证明每个将军的相对实力。

例如,一个将军可以控制10万人,而另外四个将军每人可以控制4万人。在这里,联军共有二十六万人。如果带领10万人的这位将军获得其他任何一位将军的支持,那么这两个将军就会形成控制力量。在这里,两个将军可以比其他三个将军拥有更多的权力并赢得胜利。我们正真看到的基于个人数量的不是一个共识。它不在于运行个人IP 地址或让个人投票。如果是这样的话,三位将军反对带领10万人的这位将军,那么三位将军即使兵力较小也会胜利。这里的解决方案不是基于民主投票,而是基于已证明的资源。

事实上,比特币,以及任何基于区块链的系统,都是反对大众投票的。没有办法在任何区块链的个人之间建立共识规则。比特币从来就没被设计成一个民意煽动者,它被设计成一个商业系统,在这个系统中,节点,将军,是可见的,他们投入资源的数量和有效性可以被公开验证。

解决拜占庭将军问题的全部目的在于为可信任的计算机系统找到一种解决方案。它不是关于投票,民主,或者通过协商一致创造规则。如果人们不愿意阅读我们这个后维基世界中的任何原始资料,他们就会明白,问题在于确保计算机系统能够以一种可以处理故障的方式在分布式的基础上创建。比特币的分布式是为了能够更好的保证可靠性。不存在分布式的共识来决定系统的规则。事实上,此种神话掩盖了一些开发者的虚伪和欺骗,他们狡猾地隐藏了合伙关系,而对外声称他们是去中心化的。象比特币核心(Bitcoin Core)和比特币ABC 这样的团队,他们已与比特币没有一点关系,他们一方面蓄意欺骗投资者,另一方面又在网络上充当中心发行方和控制者。

我们想象拜占庭军队的几个师驻扎在敌城外,每个师由自己的将军指挥。将军们只能通过信使相互交流。观察敌人之后,他们必须决定一个共同的行动计划。然而,一些将军可能是叛徒,试图阻止忠诚的将军达成协议。[5]

当莱斯利·兰波特(Leslie Lamport)最初定义我希望通过比特币来解决的这个拜占庭将军问题时,他简化了这个场景,没有解释每个将军所控制的军队部分。在分布式计算问题中,如果一个问题的不同组件功能分布在多个节点上,那么各个节点是否相等并不重要。同样,在拜占庭将军问题上,每个将军可能没有相同的军队规模。兰波特简化了这样的一个问题,假定每个将军都指挥相同数量的军队。这是将军问题的特殊版本,解决起来要简单得多。有了比特币,我们大家可以解决更复杂的问题;我们甚至不知道每个将军指挥多少军队,也不知道每支军队的实力。我们用一种博弈论的方式来解决这样的一个问题:测试每个将军的能力和他们所控制的军队的实力。

每个将军都有能力隐瞒自己的实力。

在分布式计算问题中,可靠的计算解决方案不在于系统的数量,而在于每个系统的单独能力。这个场景不是基于一台计算机对应一个CPU,而是每台计算机将有不同数量的CPU

莱斯利·兰波特没有理解博弈理论的信号系统提供了解决方案。比特币挖矿类似于孔雀的尾巴,能力越强,尾巴越长。每个将军在活着的时候能够承受的浪费越多,则证明越健康。兰波特[5]所定义的投票不是个人的投票,而是组件的有效性。兰波特在1982年发表论文时,大多数分布式的可信任系统应该使用相同或相似的芯片。他没有预见到分布式计算问题将发展到今天互联网上的大规模,以及拜占庭将军问题的更复杂版本,我将继续使用比特币来解决。这些解决方案,兰波特甚至从未尝试过。

工作量证明不是证明有多少人同意,而是证明有多少计算总量被消耗:

两个小时之后,一个攻击时间应当包含一条12工作量证明链的哈希算力。每个将军,只需通过验证工作量证明链的难度,便能估算每小时花在它上面的平行CPU算力,并且能够准确的看出,必需要求计算机的大多数在分配时间内产生那么多的工作量证明。他们必定都看过,因为工作量证明就是他们曾经工作过的证明。如果工作量证明链所显示的CPU 算力足以破解密码,那么他们就可以在约定的时间安全地进行攻击。[1]

工作量证明链的开发是为了确保全球分布式数据库的同步性。节点(矿工)之间的同步允许同时解决全局视图问题,而用户将面临另外运行SPV

在我给密码邮件列表[1]的原始通信中,我没有把这样的一个问题描述成兰波特的简化版本,这个版本每个将军都有相同规模的军队数量。我说过,需要多数CPU算力,但不等于需要同数量的将军。它是指CPU算力的多数。在比特币中,节点是将军。他们是矿工。用户不是比特币网络上的节点,也不会创建验证区块。比特币没有两步过程,用户不验证矿工,虽然可能有人这样错误暗示:

没有共识方法,非挖矿节点没有发言权。无论你喜欢与否,它都无关紧要;比特币,以及任何基于区块链的系统都不会通过共识来创建规则,但是它允许解决区块问题的那些节点进行独立投票,这在博弈中是存在的。

注释:

[1] See: https://essed20 March, 2020).

[2]Note that Bitcoin does not ‘fork’ into alternative systems. The BTC and BCHsystems are passing off as Bitcoin in order to defraud investors. The onlyversion of Bitcoin is BSV, which was launched in 2009.

[3] See: https://bitcointalk.org/index.php?topic=532.msg6306#msg6306(accessed20 March, 2020).

[4] See: https://bitcointalk.org/index.php?topic=286.msg2947#msg2947(accessed20 March, 2020).

[5] See: http://lamport.azurewebsites.net/pubs/byz.pdf(accessed20 March, 2020).

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