Was ist die byzantinische Fehlertoleranz (BFT)?

Waren Sie schon einmal Leiter einer großen Gruppe? Dann verstehen Sie vielleicht, wie schwierig es sein kann, eine Entscheidung zu treffen, die die ganze Gruppe mitträgt. So verhält es sich jedoch auch bei der Blockchain. Denn die Teilnehmer der Blockchain müssen sich darüber einig werden, was passieren wird.

Um dies zu bewältigen, gibt es die Byzantinische Fehlertoleranz (BFT). Sie ist tatsächlich die Grundlage der Blockchain und hat auch zu den verschiedenen Konsensalgorithmen geführt, die es derzeit gibt. In diesem Artikel erklären wir mehr über die Byzantinische Fehlertoleranz.

Was ist die Byzantinische Fehlertoleranz (BFT)?

Um vollständig zu verstehen, was der Algorithmus der Byzantinischen Fehlertoleranz (BFT) ist, müssen wir am Anfang beginnen. Und das ist die Blockchain. Die Blockchain ist ein dezentralisiertes System, auf dem verschiedene Teilnehmer bestimmte Aktionen ausführen können. Denken Sie zum Beispiel an das Senden einer Transaktion.

Sobald eine Transaktion an das Netzwerk gesendet wurde, sorgen die Knoten (teilnehmende Maschinen im Netzwerk) dafür, dass sie verifiziert, validiert und schließlich in einer Art Datenbank gespeichert wird. Alle Knoten im Netzwerk haben eine Kopie dieser Datenbank auf ihrer Maschine.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Netzwerk einen Konsens erreichen muss. Dieser Begriff erhält seine volle Bedeutung, wenn mehr als die Hälfte der Teilnehmer zwischen verschiedenen Aktionen eine Entscheidung trifft und zu einer Einigung kommt. Oft müssen im Fall der Blockchain mindestens 51% des Netzwerks einer bestimmten Entscheidung zustimmen.

Aber warum ist das Erreichen eines Konsenses so wichtig? Offensichtlich möchten Sie nicht, dass jemand bestimmte Aktionen ausführt, die nicht ausgeführt werden sollten. Denken Sie zum Beispiel an Bugs, aber auch an Angriffe auf das Netzwerk, wie den 51%-Angriff.

Die Gründer der Blockchain lösten dieses Problem mit der Lösung, die auch im Byzantinischen Reich verwendet wurde.

Das Problem der byzantinischen Generäle

Im Byzantinischen Reich hatten die Generäle der Armee ein Problem. Und zwar war das Reich viel zu groß. Um eine Entscheidung zu treffen, mussten sie zunächst zu allen Generälen hinuntergehen, um sich zu beraten. Sie können sich vorstellen, dass dies aufgrund der Größe des Byzantinischen Reiches eine sehr zeitaufwendige Arbeit war.

Zwei oder mehr Generäle mussten sich darauf einigen, wann sie einen Feind angreifen. Dabei wussten sie auch, dass einer oder mehrere von ihnen ein Verräter sein könnten. Und das würde natürlich nicht gut enden. Also musste dafür eine Lösung gefunden werden.

Das Paradigma, das in diesem berühmten Problem entsteht, ist die Etablierung einer Konfiguration aus Befehlshaber und Leutnant, durch die ein Konsens erreicht werden kann. Dies erwies sich als die beste Lösung für alle Beteiligten.

Wie wird BFT auf Blockchains angewendet?

Sie haben Recht, wenn Sie sich fragen, was die Geschichte der byzantinischen Armee mit der Blockchain zu tun hat. Das hat sie jedoch.

Wie erwähnt, ist es wichtig, dass die Knoten im Blockchain Netzwerk einander vertrauen können. Wenn ein Knoten eine Transaktion genehmigt, muss es sich tatsächlich um eine gültige Transaktion handeln. Wenn dies nicht der Fall ist, könnte die Blockchain niemals bestehen.

In dem Moment, in dem Knoten Transaktionen validiert haben und einen Block fertig haben, wird das gesamte Netzwerk diesen Block prüfen. Stimmen mehr als 51% des Netzwerks zu, dass alles korrekt ist? Dann wird der Block, wenn es der erste ist, der Blockchain hinzugefügt.

Allerdings ist die Art und Weise, wie dies geschieht, bei jeder Blockchain unterschiedlich. Die Übereinkunft besteht immer darin, dass ein Konsens erreicht werden muss, wobei die Byzantinische Fehlertoleranz als Grundlage dient. Wie dies geschieht, wird durch den Konsensalgorithmus festgelegt.

Was ist der Konsensalgorithmus?

Der Konsensalgorithmus ist ein Algorithmus, der bestimmt, wie Knoten Transaktionen im Blockchain-Netzwerk genehmigen sollen. Jede Blockchain hat einen anderen Konsensalgorithmus. Denken Sie zum Beispiel an Proof of Work (PoW), das von der Blockchain von Bitcoin verwendet wird. Aber auch Proof of Stake (PoS) wird zunehmend eingesetzt.

Proof of Work (PoW)

Bei Proof of Work dreht sich alles um Rechenleistung. Der Knoten, der die Transaktionen am schnellsten verarbeitet hat, darf den Block der Blockchain hinzufügen. Natürlich nur, wenn der Rest des Netzwerks den Block genehmigt.

Das bedeutet, dass Sie als Knoten über leistungsstarke Hardware verfügen müssen. Da die Hardware immer besser wird, besteht die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Reinvestition. Darüber hinaus verursacht Proof of Work auch einen hohen Energieverbrauch. Das hat Bitcoin bereits viel Kritik eingebracht und ist einer der Gründe, warum Ethereum derzeit zu Proof of Stake wechselt.

Proof of Stake (PoS)

Der zweitbekannteste Konsensalgorithmus ist Proof of Stake. Dabei geht es nicht um Rechenleistung, sondern darum, wie viel Sie einsetzen können.

Wenn Sie Transaktionen validieren möchten, müssen Sie einen bestimmten Geldbetrag in Form von Krypto -Coins einsetzen. Das nennen wir den Stake. Diese Coins werden von der Blockchain gehalten, sodass Sie nicht auf sie zugreifen können, solange Sie als Knoten aktiv sind.

In dem Moment, in dem ein Knoten seine Aufgabe nicht ordnungsgemäß erfüllt und beispielsweise bösartige Transaktionen genehmigt, kann er (einen Teil) seines Stakes verlieren. Das sollte also ein Anreiz sein, die Arbeit gut zu machen. Wenn der Knoten beschließt, seine Arbeit als Knoten zu beenden, bekommt er seinen Stake zurück.

51%-Angriff

Ein Konzept, dem Sie in diesem Artikel bereits mehrfach begegnet sind, ist der 51%-Angriff. Um die Byzantinische Fehlertoleranz und den Konsensalgorithmus besser zu verstehen, ist es gut zu wissen, was der 51%-Angriff ist.

Wie erwähnt, müssen mindestens 51% des Netzwerks einer Entscheidung zustimmen. Dies ist jedoch nur sicher, wenn genügend Knoten am Netzwerk teilnehmen. Ist dies nicht der Fall, kann jemand leicht einen 51%-Angriff durchführen.

Bei einem solchen Angriff kontrolliert jemand mehr als 51% des Netzwerks. Dadurch kann der Angreifer Transaktionen genehmigen, die nicht genehmigt werden sollten.

Der Angreifer ist in diesem Fall eigentlich immer darauf aus, die Blockchain zu zerstören. Angenommen, dies würde Bitcoin, passieren, würde sein Wert sofort zusammenbrechen. Somit ist beim Erlangen von Krypto-Coins durch einen 51%-Angriff fast nie ein finanzieller Gewinn möglich.

Fazit

Die Byzantinische Fehlertoleranz ist ein System, das es der Blockchain ermöglicht, sich gegenseitig auf Fehler zu überprüfen. Dieses Problem ist ziemlich schwierig zu lösen. Denn wenn der Algorithmus nicht funktioniert, kann jemand falsche Transaktionen an die Blockchain senden oder Anpassungen vornehmen, die nicht erlaubt sein sollten.

Ohne den Algorithmus kann ein Knoten verschiedene zufällige Daten erzeugen, indem er vorgibt, ein ehrlicher Akteur zu sein. Glücklicherweise nutzen Blockchains die Byzantinische Fehlertoleranz, indem sie eine bestimmte Art von Konsensalgorithmus verwenden. Proof of Work und Proof of Stake sind die bekanntesten Algorithmen.

Allerdings ist es nicht völlig unrealistisch, dass dennoch Probleme auftreten. So ist es beispielsweise auch möglich, einen 51%-Angriff durchzuführen, um die Byzantinische Fehlertoleranz zu umgehen. Dabei kontrolliert ein Knoten mit böswilligen Absichten mehr als 51% des Netzwerks.

Bitte beachten Sie, dass Yield Services derzeit nicht unter die Verordnung über Märkte für Krypto-Assets (MiCAR) oder eine andere sektorale EU-Gesetzgebung fallen. Das bedeutet, dass der Service nicht dieselben Schutzvorkehrungen bietet wie MiCAR-regulierte Services, die Coinmerce anbietet.