PBFT 란 무엇입니까 (실제 비잔틴 결함 공차)?

PBFT (실제 비잔틴 결함 공차)는 결함이 있거나 악의적 인 노드가있는 경우에도 분산 시스템에서 일치하도록 설계된 합의 알고리즘입니다. 1999 년 Miguel Castro와 Barbara Liskov가 개발 한 PBFT는 특히 Cryptocurrency 및 Blockchain Space와 관련이 있으며, 여기서 노드 간의 합의를 유지하는 것은 네트워크의 무결성과 보안에 중요합니다.

PBFT의 기본 사항

PBFT 는 네트워크의 노드의 최대 3 분의 1이 결함이 있거나 악의적 일 수 있다고 가정하지만 시스템은 여전히 ​​합의에 도달 할 수 있다고합니다. 이는 비잔틴 장군 문제로 알려져 있으며, 일부 노드는 허위 정보를 제공 할 수 있음에도 불구하고 노드는 단일 상태에 동의해야합니다. cryptocurrencies와 관련하여, 이는 일부 노드가 손상 되더라도 네트워크가 여전히 올바르게 단단히 작동 할 수 있음을 의미합니다.

이 알고리즘은 세 가지 주요 단계에서 사전 준비 , 준비 및 커밋으로 작동합니다. 이 단계는 모든 비 임산 노드가 거래 순서에 동의하도록 보장하며, 이는 블록 체인의 무결성을 유지하는 데 필수적입니다.

PBFT의 작동 방식

사전 준비 단계에서 기본 노드 (라운드 로빈 패션으로 선택된)는 다른 모든 노드에 사전 준비 메시지를 방송하여 새로운 트랜잭션 블록을 제안합니다. 그런 다음 각 노드는 제안 된 블록의 유효성을 확인하고 유효한 경우 준비 단계로 이동합니다.

준비 단계에서 각 노드는 다른 모든 노드에 준비 메시지를 보냅니다. 이는 사전 준비 메시지를 수락했음을 나타냅니다. 노드가 노드의 3 분의 2 이상에서 준비 메시지를 받으면 커밋 단계로 이동합니다.

커밋 단계에서 노드는 커밋 메시지를 서로에게 보냅니다. 노드가 노드의 3 분의 2 이상에서 커밋 메시지를 받으면 블록을 마무리하고 블록 체인에 추가합니다. 이를 통해 모든 비 폴 노드가 동일한 블록에 동의하여 원장의 무결성을 유지합니다.

PBFT의 장점

PBFT의 주요 장점 중 하나는 합의를 신속하게 달성 할 수있는 능력으로 인해 대기 시간이 낮은 응용 프로그램에 적합합니다. 합의에 도달하는 데 몇 분이 걸릴 수있는 Work (Work) 시스템 (POW) 시스템과 달리 PBFT는 몇 초 만에 거래를 마무리 할 수 ​​있습니다.

또 다른 장점은 에너지 효율 입니다. PBFT는 POW와 관련된 계산 전력 및 에너지 소비를 요구하지 않으므로 합의를위한보다 환경 친화적 인 옵션이됩니다.

PBFT의 제한

장점에도 불구하고 PBFT 에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 한 가지 중요한 한계는 확장 성입니다. 네트워크의 노드 수가 증가함에 따라 통신 오버 헤드도 증가하여 대규모 네트워크의 효율성이 떨어집니다.

또한 PBFT는 정적 노드 세트를 가정하며, 이는 노드가 자주 결합하거나 네트워크를 떠나는 동적 환경에서 어려운 일이 될 수 있습니다. 따라서 누구나 네트워크에 가입 할 수있는 권한없는 블록 체인에 적합하지 않습니다.

cryptocurrency 네트워크의 PBFT

몇몇 cryptocurrency 네트워크는 합의 메커니즘을 위해 PBFT를 채택하거나 조정했습니다. 예를 들어, 엔터프라이즈 사용을위한 인기있는 블록 체인 플랫폼 인 Hyperledger Fabric은 PBFT의 변형을 사용하여 노드들 사이에서 합의를 달성합니다.

cryptocurrencies와 관련하여 PBFT는 노드 세트가 알려지고 신뢰되는 개인 또는 컨소시엄 블록 체인에 특히 유용 할 수 있습니다. 이를 통해 POW 또는 POS (Post-of Stake)에 의존하는 공개 블록 체인에 비해 더 빠른 트랜잭션 처리 및 보안 개선이 가능합니다.

cryptocurrency 네트워크에서 PBFT 구현

cryptocurrency 네트워크에서 PBFT를 구현하려면 몇 가지 단계를 따라야합니다.

• 기본 노드 선택 : 기본 노드는 새 블록을 제안합니다. 라운드 로빈 방법 또는 다른 결정 론적 알고리즘을 사용하여 선택할 수 있습니다.
• 사전 준비 메시지 방송 : 기본 노드는 다른 모든 노드에 사전 준비 메시지를 방송하여 새로운 트랜잭션 블록을 제안합니다.
• 확인 및 준비 : 각 노드는 제안 된 블록을 확인하고 유효한 경우 다른 모든 노드에 준비 메시지를 보냅니다.
• 준비 메시지 수집 : 노드가 노드의 3 분의 2 이상에서 준비 메시지를 받으면 커밋 단계로 이동합니다.
• 커밋 메시지 보내기 : 노드는 커밋 메시지를 서로에게 보냅니다. 노드가 노드의 3 분의 2 이상에서 커밋 메시지를 받으면 블록을 마무리하고 블록 체인에 추가합니다.

PBFT 대 기타 합의 알고리즘

PBFT를 POW 및 POS와 같은 다른 합의 알고리즘과 비교할 때 몇 가지 주요 차이점이 나타납니다. Bitcoin이 사용하는 POW는 에너지 집약적이고 느리게 할 수있는 합의를 달성하기 위해 계산 능력에 의존합니다. 이더 리움 2.0에서 사용하는 POS는 참가자의 지분에 의존하며, 이는 에너지 효율이 높지만 특정 유형의 공격에 취약 할 수 있습니다.

반면에 PBFT는 속도와 보안 간의 균형을 제공하므로 빠른 거래 처리와 높은 보안이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다. 그러나 확장 성 제한은 대규모 공개 블록 체인에 적합하지 않습니다.

PBFT의 실제 응용 프로그램

PBFT는 암호 화폐 및 블록 체인 공간 내의 다양한 실제 응용 프로그램에서 구현되었습니다. 예를 들어, 고 처리량 애플리케이션을 위해 설계된 블록 체인 플랫폼 인 Zilliqa는 PBFT (실제 비잔틴 결함 관용)라는 PBFT의 변형을 사용하여 샤드간에 합의를 달성합니다.

또 다른 예는 PBFT를 기반으로 한 합의 메커니즘을 사용하여 거래의 무결성을 보장하는 R3에서 개발 한 분산 원장 플랫폼 인 Corda 입니다. 이러한 응용 프로그램은 다양한 블록 체인 환경에서 PBFT의 다양성과 효과를 보여줍니다.

자주 묻는 질문

Q : PBFT가 공개 블록 체인에서 사용할 수 있습니까?

A : PBFT는 확장 성 제한으로 인해 개인 또는 컨소시엄 블록 체인에서보다 일반적으로 사용되지만 확장 성 문제를 해결하기 위해 수정 된 공개 블록 체인에 사용하기 위해 적응할 수 있습니다. 그러나 노드 참여의 동적 특성으로 인해 공개 블록 체인에서는 덜 일반적입니다.

Q : PBFT는 네트워크 파티션을 어떻게 처리합니까?

A : PBFT는 알려진 시간 내에 메시지가 전달되는 동기 네트워크를 가정합니다. 네트워크 파티션의 경우, PBFT는 파티션이 노드의 3 분의 2 미만이 통신 할 수있는 경우 합의를 달성하기 위해 고군분투 할 수 있습니다. 보기 변경과 같은 솔루션은이 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있지만 여전히 어려운 일입니다.

Q : PBFT 사용의 보안 영향은 무엇입니까?

A : PBFT는 노드의 3 분의 1 미만이 결함이 있거나 악의적 인 한 강력한 보안 보증을 제공합니다. 그러나이 임계 값을 초과하면 시스템이 손상 될 수 있습니다. 또한 PBFT의 보안은 노드와 네트워크의 무결성에 의존하여 노드 레벨에서 강력한 보안 조치를 구현하는 것이 중요합니다.

Q : PBFT는 다른 비잔틴 결함 공차 알고리즘과 어떻게 비교됩니까?

A : PBFT는 각각 고유 한 강점과 약점을 가진 여러 비잔틴 결함 공차 알고리즘 중 하나입니다. 예를 들어, Tendermint는 유사한 보안 보증을 제공하지만 성능 특성이 다른 또 다른 BFT 알고리즘입니다. PBFT는 중소형 네트워크의 효율성으로 유명하며 HoneyBadgerBft 와 같은 다른 알고리즘은 비동기 네트워크 용으로 설계되었으며보다 역동적 인 환경을 처리 할 수 ​​있습니다.