加餐丨将军问题如何基于签名消息实现作战计划的一致性

说回咱们的拜占庭将军问题。在01名消息型拜占庭问题之解，没有详细展开，而是聚焦在最的点“签名约束了叛徒的作恶行为”，但从留言来看，很多同学在理解签名和如何实现一致性上，还是遇到了问题。比如不理解如何实现计划的一致性。另外，考虑到签名消息是一些常用的拜占庭容错算法（比如PBFT）的实现基础，很重要，所以这节课我会对签名消息型拜占庭问题之解进行补充。在今天的内容中，除了具体讲解如何基于签名消息实现计划的一致性之外，我还会说一说什么是签名消息。希望在帮你掌握签名消息型拜占庭问题之解的同时，还帮你吃透相关的基础知识。在这里，强调一下，为了更好地理解这一讲的内容，我建议你先回顾一下01讲，深印象。当然，在学完01讲之后，相信你已经明白了，签名消息拜占庭问题之解，之所以能够任意数量的叛徒，关键就在于通过消息的签名，约束了叛徒的作恶行为，也就是说，任何篡改和忠将的消息的行为，都会被发现。签名消息指的就是带有数字签名的消息，你可以这么理解“数字签名”：类似在纸质合同上进行签名来确认合同内容和证明。你应该还记得学的学术CP（Bob和Alice）吧（不记得的话也没关系，你把他们当作2个人就可以了），今天Bob要给Alice发送一个消息，告诉她，“我已经到了”，但是Bob希望这个消息能被Alice完整地接收到，内容不能被篡改或者，我们一起帮Bob和Alice想想办法，看看如何实现这个消息。首先，为了避免密钥，我们推荐Bob和Alice使用非对称加密算法（比如RSA）。也就是说，加密和使用不同的秘钥，在这里，Bob持有需要安全保管的私钥，Alice持然后，Bob用哈希算法（比如MD5）对消息进行 图接着，Bob将加 和消息一起发送给图接下来，当Alice接收到消息和加 （Degist-1）进行对比，如果2 （Digest-1图你看，通过这种方法，Bob的消息就能被Alice完整接收到了，任何篡改和Bob消息 现在，你应该理解了什么是签名消息了吧？另外，关于在留言区提到的“为什么签名消息能约束叛将们的作恶行为？”，在这里，我再补充下，通过上面的Bob和Alice的故事，我之前我已经提到了，苏秦可以通过签名消息的方式，不仅能在不增加将数的情况下，解决二忠一叛的难题，还能实现无论叛将数多少，忠诚的将军们始终能达成一致的计划为了方便你理解，我以二忠二叛（更复杂的叛徒作恶模型，因为叛徒们可以相互串通）图除了第一轮的指挥官外，剩余的3位将军将分别作为指挥官，在上一轮收到的指令2最后，各位将军按照约定，比如使用盒子里最中间的那个指令来执行指令。（假设盒子中的指令为A、B、C，那中间的指令也就是第n/2个命令。其中，n为盒子里的指令数，指令从0开始编号，也就是B）。为了帮你直观地理解，如何基于签名消息实现忠将们计划的一致性，我来演示一战信息协商过程。而且我会分别以忠将和叛将先发送信息为例来演示，这样可以完整地演为了演示方便，假设先发起带有签名的信息，指令是“进攻”。那么在第一轮图在第二轮信息协商中，齐、楚、燕分别作为指挥官，向另外2位发送信息“攻”。可是楚、燕已经叛变了，但在签名的约束下，他们无法篡改和忠将的消息，为达到干扰计划的目的，他们俩一个选择发送消息，一个默不作声，不配合图图图图为了达到干扰计划的目的，叛徒楚和燕相互了。比如，燕拿到了楚的私钥，也就是燕可以楚的签名，这个时候，燕为了干扰计划，给发送指令“进攻”，给图最终，和齐收到的信息都是“撤退、进攻”，按照“执行盒子最中间的指令”的约定，、齐和燕一起执行指令“撤退”，实现了计划的一致性。也就是说，无论叛将如何捣乱，和齐都能执行一致的计划，保证的胜利。另外在这里，补充一点，签名消息的拜占庭问题之解，也是需要进行m+1轮（其中m为叛将数，所以你看，只有楚、燕是叛变的，那么就进行了三轮协商）。你也可以从另外一个角度理解：n位将军，能(n-2)位叛将（只有一位忠将没有意义，因为此时不需要达成共识了）。关于这个，你只需要记住就好了，推导过程你可以参考。最后，说的是，签名消息型拜占庭问题之解，解决的是忠将们如何就计划达成共识的问题，也就只要忠将们执行了一致的计划就可以了。但它不关心这个共识是什么，比如，在适合进攻的时候，忠将们可能执行的计划是撤退。也就是，这个算法比较理论化。关于理论化这一点，有的同学会想知道它如何去用，在我看来呢，这个算法解决的是共识的问题，没有与实际场景结合，是很难在实际场景中落地的。在实际场景中，你可以考虑后来的改进过后的拜占庭容错算法，比如PBFT算法。数字签名是基于非对称加密算法（RSA、DSA、DH）实现的，它能防止消息的内容最后，说的是，签名消息、拜占庭将军问题的签名消息之解是非常经典的基础知识，影响和启发了后来的众多拜占庭容错算法（比如PBFT），理解了本讲的内容后，你能更好地理解其他的拜占庭容错算法，以及它们如何改进的？为什么要这么改进？比如，在PBFT（ViewChange） 不得售卖。页面已增加防盗追踪，将依法其上一 18|