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ビザンチン フォールト トレランス (BFT) とは何ですか?
Byzantine Fault Tolerance (BFT) は、悪意のあるノードや障害のあるノードにもかかわらず、分散システムが正しく機能し続けることを保証し、ミッションクリティカルなシステムで高い信頼性と可用性を実現します。
2024/10/20 16:18
ビザンチン フォールト トレランス (BFT) とは何ですか?
1. 定義
Byzantine Fault Tolerance (BFT) は、悪意のあるプロセス (ノード) が存在する場合でも、システムが正しく機能し続けることを可能にする分散システムの概念です。 BFT は、高い信頼性と可用性を必要とするミッションクリティカルなシステムに不可欠です。
2. ビザンチンの失敗
ビザンチン障害は、分散システムで発生する可能性のある複雑で予測不可能なエラーです。これらは、恣意的に動作するノード、予期された動作から逸脱するノード、または意図的に悪意のある情報を注入するノードによって発生します。ビザンチン障害には次のようなものがあります。
- 予告なしにクラッシュまたは停止する
- 間違ったメッセージまたは誤解を招くメッセージを送信する
- 不安定または一貫性のない行動を示す
3.BFTシステムの特徴
BFT システムは、事前定義された最大数のビザンチン障害を許容するように設計されています。これらは通常、冗長性とフォールト トレランスを提供するために同時に動作する一連のレプリカ (コピー) で構成されます。 BFT システムの主な特徴は次のとおりです。
- 合意:障害のないすべてのレプリカは、システムの状態に関して合意に達します。
- 妥当性:合意された状態は、システムの実際の状態と一致しています。
- 終了:障害のないすべてのレプリカは、最終的にはコンセンサスによる決定に達します。
4. コンセンサスプロトコル
BFT システムは、フォールト トレランスを実現するためにコンセンサス プロトコルに依存します。コンセンサスプロトコルは、障害のないすべてのレプリカが同じ値または決定に同意することを保証します。 BFT の主なコンセンサス プロトコルには次のものがあります。
- パクシ島
- ラフト
- 実用的なビザンチン フォールト トレランス (PBFT)
5. ユースケース
BFT は、次のような高可用性と復元力を必要とする幅広いアプリケーションで使用されます。
- ブロックチェーンネットワーク
- 分散データベース
- クラウドコンピューティング
- 金融システム
- 航空宇宙およびミッションクリティカルなシステム
6. 制限事項
BFT にはその利点にもかかわらず、次のような制限もあります。
- 複雑さ: BFT システムの設計と実装は複雑になる場合があります。
- パフォーマンス:コンセンサス プロトコルは遅延とオーバーヘッドを導入し、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。
- スケーラビリティ: BFT システムは、ノード数が多い大規模なクラスターにはうまく拡張できない場合があります。
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