一、什么是区块链共识机制
什么是共识机制?
共识机制,简单说就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法。
在区块链上,共识机制就像一个国家的法律,维系着区块链世界的正常运转。在区块链上,每个人都会有一份记录链上所有交易的账本,链上产生一笔新的交易时,每个人接收到这个信息的时间是不一样的,有些想要干坏事的人就有可能在这时发布一些错误的信息,这时就需要一个人把所有人接收到的信息进行验证,最后公布最正确的信息。
目前,常用的共识机制有三种:
1、工作量证明机制(ProofofWork-PoW)是我们最熟知的一种共识机制。就如字面的解释,PoW就是工作越多,收益越大。这里的工作就是猜数字,谁能最快的猜出这个唯一的数字,谁就能做信息公示人。
2、权益证明机制(ProofofStake-PoS)也属于一种共识证明,它类似股权凭证和投票系统,因此也叫“股权证明算法”。由持有最多(token)的人来公示最终信息。
3、拜占庭共识算法(PracticalByzantineFaultTolerance-PBFT)也是一种常见的共识证明。它与之前两种都不相同,PBFT以计算为基础,也没有代币奖励。由链上所有人参与投票,少于(N-1)/3个节点反对时就获得公示信息的权利。
区块链的四种共识机制区块链的共识机制可以分为以下四类:权益证明机制、工作量证明机制、Pool验证和池股份授权证明机制。
区块链,就是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息,它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中,只要整个系统中有一台服务器可以工作,整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链系统中被称为节点,它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持。
区块链的共识机制
所谓“共识机制”,是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;对一笔交易,如果利益不相干的若干个节点能够达成共识,我们就可以认为全网对此也能够达成共识。北京木奇移动技术有限公司,专业的区块链外包开发公司,欢迎洽谈合作。下面我们将一下区块链的几种共识机制,希望对大家了解区块链基础技术有帮助。
因为区块链技术的发展,大家对共识机制这个词也不再陌生,随着技术发展,各种创新的共识机制也在发展。
POW工作量证明
比特币就是使用PoW工作量证明机制,到后来的以太坊都是PoW的共识机制。Pow相当于算出很难的数学难题,就是计算出新区块的hash值,而且计算的难度会每一段时间就会调整。PoW虽然是大家比较认可的共识机制,计算会消耗大量的能源,还有可能会污染环境。
POS权益证明
通过持有Token的数量和时长来决定获得记账权的机率。相比POW,POS避免了挖矿造成大量的资源浪费,缩短了各个节点之间达成共识的时间,网络环境好的话可实现毫秒级,对节点性能要求低。
但POS的缺点同样明显,持有Token多的节点更有机会获得记账权,这将导致“马太效应”,富者越富,破坏了区块链的去中心化。
DPOS权益证明
DPOS委托权益证明与POS原理相同,其主要区别在于,DPOS的Token持有者可以投票选举代理人作为超级节点,负责在网络上生产区块并维护共识规则。如果这些节点未能履行职责,将投票选出新的节点。同样的弊端也是倾向于中心化。
POA权威证明
POA节点之间无需进行通信即可达成共识,因此效率极高。并且它也能很好地对抗算力攻击,安全性较高。但是POA需要一个集中的权威节点来验证身份,这就意味着它会损害区块链的去中心化,这也是在去中心化和提高效率之间的妥协。
五分钟了解共识机制五分钟了解共识机制
什么是共识机制?
“共识机制是区块链的灵魂。”这是业内经常能听到的一句话,共识机制在区块链中的地位可想而知。那么到底什么是共识机制呢?我们不妨从拜占庭将军问题说起。
拜占庭位于如今的土耳其的伊斯坦布尔,是东罗马帝国的首都。由于当时拜占庭罗马帝国国土辽阔,为了防御目的,每个军队都分隔很远,将军与将军之间只能靠信差传消息。在战争的时候,拜占庭军队内所有将军和副官必须达成一致的共识,决定是否有赢的机会才去攻打敌人的阵营。但是,在军队内有可能存有叛徒和敌军的间谍,左右将军们的决定又扰乱整体军队的秩序。在进行共识时,结果并不代表大多数人的意见。这时候,在已知有成员谋反的情况下,其余忠诚的将军在不受叛徒的影响下如何达成一致的协议,拜占庭问题就此形成。
拜占庭将军问题是一个协议问题,拜占庭帝国军队的将军们必须全体一致的决定是否攻击某一支敌军。问题是这些将军在地理上是分隔开来的,并且将军中存在叛徒。叛徒可以任意行动以达到以下目标:欺骗某些将军采取进攻行动;促成一个不是所有将军都同意的决定,如当将军们不希望进攻时促成进攻行动;或者迷惑某些将军,使他们无法做出决定。如果叛徒达到了这些目的之一,则任何攻击行动的结果都是注定要失败的,只有完全达成一致的努力才能获得胜利。
而这个问题该如何解决?中本聪的理念给出了一个比较好的答案:不能让所有人都有资格发信息,而是给发信息设置了一个条件:“工作量”,将军们同时做一道计算题,谁先算完,谁才能获得给其他小国发信息的资格。而其他小国在收到信息后,必须采用加密技术进行签字盖戳,以确认身份。然后再继续做题,做对题的再继续发消息……对这种先后顺序达成共识的算法,就是共识机制。
共识机制的作用
区块链作为一种按时间顺序存储数据的数据结构,可支持不同的共识机制。在区块链上,每个人都会有一份记录链上所有交易的账本,链上产生一笔新的交易时,每个人接收到这个信息的时间是不一样的,有些想要干坏事的人就有可能在这时发布一些错误的信息,这时就需要一个人把所有人接收到的信息进行验证,最后公布最正确的信息。
共识机制是区块链技术的重要组件。它就像一本法典,维系着区块链世界的正常运转,使得区块链技术自带改善世界的光芒,也是让区块链得以被全世界逐步接受和认可的最大幕后功臣,它让互联网、陌生人之间,在没有第三方作为信用背书的情况下发生的一切交易变成可能,它赋予了机械的代码以人性和温度。
共识机制的类别
目前的共识机制主要有POW、POS、DPOS、PBFT、dBFT、Pool验证池。
POW,就是人们熟悉的比特币挖矿,通过计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储。可实现完全去中心化,节点自由进出。干的越多,收的越多。
POS,权益证明,POW的一种升级共识机制,根据每个节点所占代币的比例和时间,以此等比例的挖矿难度,从而加快找随机数的速度。持有越多,获得越多
DPOS,股份授权证明机制,类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。
PBFT,PracticalByzantineFaultTolerance,实用拜占庭容错算法,是一种状态机副本复制算法,即服务作为状态机进行建模,状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制,每个状态机的副本都保存了服务的状态,同时也实现了服务的操作。
dBFT,delegatedBFT授权拜占庭容错算法,由权益来选出记账人,然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。
Pool验证池,基于传统的分布式一致性技术建立,并辅之以数据验证机制,是目前区块链中广泛使用的一种共识机制。Pool验证池不需要依赖代币就可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础之上,可以实现秒级共识验证,更适合有多方参与的多中心商业模式。
现有共识机制存在问题
目前现有的共识机制都不算完美,在一些实际应用场景弊端很多。
A、计算能力浪费
在工作量证明机制POW中,猜数字最快的通常是电脑计算能力强的。超强的计算能级仅用来猜数字,实在是浪费。
B、权益向顶层集中
在权益证明机制POS中,token的余额越多的人获得公示信息的概率越高,公示人会得到一定的token作为奖励,如此持有token多的人会越来越多,少的人越来越少。
C、作恶成本低下
在靠算力与权益的的多少来获得公示信息的权利的模式当中,当算力和权益向少数人集中之后,这些少数人如果想要做一些违反规则的事情是轻而易举的;在PBFT中,由所有人投票,如果一个没有任何token余额的人想要捣乱,那他几乎是完全没有利益损失。
D、对于真正的去中心化构成威胁
在工作量证明机制中,计算能力越强,获得记录权利的概率就越高。如果有人把很多人集中在一起来猜数字,把好多电脑的算力加在一起来用,那这些抱团的人就会更容易获得公示信息的权利,发展到最后可能公示权就直接掌握在这些人手里。
在权益证明机制POS中,权益越大的人获得记录权利的概率越高,而记录的人就会有奖励token,这样一来这些人就会越来越富有,贫富差距就会越来越大。持有token少的人几乎都没有话语权了。权利掌握在少数人手中,这有违区块链去中心化理念。
二、区块链里共识机制是什么
区块链技术中的共识机制是什么?
1.共识机制是什么
在一个去中心化的结构体系中,由于各个参与方的地位是平等的,当出现分歧的时候,如何达成共识就成了问题。
所以,一个设计精妙、实际操作起来简单的共识机制是一个分布式的体系能够顺利自运转下去的关键所在。
简而言之,共识机制就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法,是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制。
什么是共识机制?共识机制,简单说就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法。
在区块链上,共识机制就像一个国家的法律,维系着区块链世界的正常运转。在区块链上,每个人都会有一份记录链上所有交易的账本,链上产生一笔新的交易时,每个人接收到这个信息的时间是不一样的,有些想要干坏事的人就有可能在这时发布一些错误的信息,这时就需要一个人把所有人接收到的信息进行验证,最后公布最正确的信息。
目前,常用的共识机制有三种:
1、工作量证明机制(ProofofWork-PoW)是我们最熟知的一种共识机制。就如字面的解释,PoW就是工作越多,收益越大。这里的工作就是猜数字,谁能最快的猜出这个唯一的数字,谁就能做信息公示人。
2、权益证明机制(ProofofStake-PoS)也属于一种共识证明,它类似股权凭证和投票系统,因此也叫“股权证明算法”。由持有最多(token)的人来公示最终信息。
3、拜占庭共识算法(PracticalByzantineFaultTolerance-PBFT)也是一种常见的共识证明。它与之前两种都不相同,PBFT以计算为基础,也没有代币奖励。由链上所有人参与投票,少于(N-1)/3个节点反对时就获得公示信息的权利。
区块链的灵魂的共识机制是什么?区块链,通俗地说,是一个去中心化的账本。只是这个账本与传统账本不同,不是由会计或少数几个人来记账,而是人人都可以参与记账。而且,这个记账需要一个大家都认可的规则,即“怎样记账才是有效”,而这个大家认可的规则就是区块链的共识机制。
一大家人计划去国外旅游,通过商议后,选了泰国,那么到泰国去旅游就是你们家形成的共识。而商议的方式,是少数服从多数,而少数服从多数就是你们家确定旅游目的地的共识机制。
同样,PoW、PoS、DPoS,分别代表区块链网络的三种主要记账规则,它们的作用非常大,直接关系到记账权和相关收益的分配。不夸张地说,共识机制是区块链的灵魂。
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区块链的共识机制
1.网络上的交易信息如何确认并达成共识??
虽然经常提到共识机制,但是对于共识机制的含义和理解却并清楚。因此需要就共识机制的相关概念原理和实现方法有所理解。?
区块链的交易信息是通过网络广播传输到网络中各个节点的,在整个网络节点中如何对广播的信息进行确认并达成共识最终写入区块呢??如果没有相应的可靠安全的实现机制,那么就难以实现其基本的功能,因此共识机制是整个网络运行下去的一个关键。
共识机制解决了区块链如何在分布式场景下达成一致性的问题。区块链能在众多节点达到一种较为平衡的状态也是因为共识机制。那么共识机制是如何在在去中心化的思想上解决了节点间互相信任的问题呢??
当分布式的思想被提出来时,人们就开始根据FLP定理和CAP定理设计共识算法。规范的说,理想的分布式系统的一致性应该满足以下三点:
1.可终止性(Termination):一致性的结果可在有限时间内完成。
2.共识性(Consensus):不同节点最终完成决策的结果应该相同。
3.合法性(Validity):决策的结果必须是其他进程提出的提案。
但是在实际的计算机集群中,可能会存在以下问题:
1.节点处理事务的能力不同,网络节点数据的吞吐量有差异
2.节点间通讯的信道可能不安全
3.可能会有作恶节点出现
4.当异步处理能力达到高度一致时,系统的可扩展性就会变差(容不下新节点的加入)。
科学家认为,在分布式场景下达成完全一致性是不可能的。但是工程学家可以牺牲一部分代价来换取分布式场景的一致性,上述的两大定理也是这种思想,所以基于区块链设计的各种公式机制都可以看作牺牲那一部分代价来换取多适合的一致性,我的想法是可以在这种思想上进行一个灵活的变换,即在适当的时间空间牺牲一部分代价换取适应于当时场景的一致性,可以实现灵活的区块链系统,即可插拔式的区块链系统。今天就介绍一下我对各种共识机制的看法和分析,分布式系统中有无作恶节点分为拜占庭容错和非拜占庭容错机制。
FLP定理即FLP不可能性,它证明了在分布式情景下,无论任何算法,即使是只有一个进程挂掉,对于其他非失败进程,都存在着无法达成一致的可能。
FLP基于如下几点假设:
仅可修改一次:?每个进程初始时都记录一个值(0或1)。进程可以接收消息、改动该值、并发送消息,当进程进入decidestate时,其值就不再变化。所有非失败进程都进入decidedstate时,协议成功结束。这里放宽到有一部分进程进入decidedstate就算协议成功。
异步通信:?与同步通信的最大区别是没有时钟、不能时间同步、不能使用超时、不能探测失败、消息可任意延迟、消息可乱序。
通信健壮:只要进程非失败,消息虽会被无限延迟,但最终会被送达;并且消息仅会被送达一次(无重复)。
Fail-Stop模型:进程失败如同宕机,不再处理任何消息。
失败进程数量:最多一个进程失败。
CAP是分布式系统、特别是分布式存储领域中被讨论最多的理论。CAP由EricBrewer在2000年PODC会议上提出,是EricBrewer在Inktomi期间研发搜索引擎、分布式web缓存时得出的关于数据一致性(consistency)、服务可用性(availability)、分区容错性(partition-tolerance)的猜想:
数据一致性(consistency):如果系统对一个写操作返回成功,那么之后的读请求都必须读到这个新数据;如果返回失败,那么所有读操作都不能读到这个数据,对调用者而言数据具有强一致性(strongconsistency)(又叫原子性atomic、线性一致性linearizableconsistency)[5]
服务可用性(availability):所有读写请求在一定时间内得到响应,可终止、不会一直等待
分区容错性(partition-tolerance):在网络分区的情况下,被分隔的节点仍能正常对外服务
在某时刻如果满足AP,分隔的节点同时对外服务但不能相互通信,将导致状态不一致,即不能满足C;如果满足CP,网络分区的情况下为达成C,请求只能一直等待,即不满足A;如果要满足CA,在一定时间内要达到节点状态一致,要求不能出现网络分区,则不能满足P。
C、A、P三者最多只能满足其中两个,和FLP定理一样,CAP定理也指示了一个不可达的结果(impossibilityresult)。
区块链的四种共识机制区块链的共识机制可以分为以下四类:权益证明机制、工作量证明机制、Pool验证和池股份授权证明机制。
区块链,就是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息,它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中,只要整个系统中有一台服务器可以工作,整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链系统中被称为节点,它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持。
区块链常见的三大共识机制区块链是建立在P2P网络,由节点参与的分布式账本系统,最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中,用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间,无需建立彼此之间的信任,只需依靠区块链协议系统就能实现交易。
可是,要如何保证账本的准确性,权威性,以及可靠性?区块链网络上的节点为什么要参与记账?节点如果造假怎么办?如何防止账本被篡改?如何保证节点间的数据一致性?……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题,由此产生了共识机制。
所谓“共识机制”,就是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;当出现意见不一致时,在没有中心控制的情况下,若干个节点参与决策达成共识,即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。
区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立“信任”网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
不同的区块链种类需要不同的共识算法来确保区块链上最后的区块能够在任何时候都反应出全网的状态。
目前为止,区块链共识机制主要有以下几种:POW工作量证明、POS股权证明、DPOS授权股权证明、Paxos、PBFT(实用拜占庭容错算法)、dBFT、DAG(有向无环图)
接下来我们主要说说常见的POW、POS、DPOS共识机制的原理及应用场景
概念:
工作量证明机制(Proofofwork),最早是一个经济学名词,指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作,通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。
工作量证明机制具有完全去中心化的优点,在以工作量证明机制为共识的区块链中,节点可以自由进出,并通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。
应用:
POW最著名的应用当属比特币。在比特币网络中,在Block的生成过程中,矿工需要解决复杂的密码数学难题,寻找到一个符合要求的BlockHash由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。这期间需要经过大量尝试计算(工作量),计算时间取决于机器的哈希运算速度。
而寻找合理hash是一个概率事件,当节点拥有占全网n%的算力时,该节点即有n/100的概率找到BlockHash。在节点成功找到满足的Hash值之后,会马上对全网进行广播打包区块,网络的节点收到广播打包区块,会立刻对其进行验证。
如果验证通过,则表明已经有节点成功解迷,自己就不再竞争当前区块,而是选择接受这个区块,记录到自己的账本中,然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块,才会添加的账本中,其他的节点进行复制,以此保证了整个账本的唯一性。
假如节点有任何的作弊行为,都会导致网络的节点验证不通过,直接丢弃其打包的区块,这个区块就无法记录到总账本中,作弊的节点耗费的成本就白费了,因此在巨大的挖矿成本下,也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议,也就确保了整个系统的安全。
优缺点
优点:结果能被快速验证,系统承担的节点量大,作恶成本高进而保证矿工的自觉遵守性。
缺点:需要消耗大量的算法,达成共识的周期较长
概念:
权益证明机制(ProofofStake),要求证明人提供一定数量加密货币的所有权。
权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。
应用:
2012年,化名SunnyKing的网友推出了Peercoin(点点币),是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。PPC最大创新是其采矿方式混合了POW及POS两种方式,采用工作量证明机制发行新币,采用权益证明机制维护网络安全。
为了实现POS,SunnyKing借鉴于中本聪的Coinbase,专门设计了一种特殊类型交易,叫Coinstake。
上图为Coinstake工作原理,其中币龄指的是货币的持有时间段,假如你拥有10个币,并且持有10天,那你就收集到了100天的币龄。如果你使用了这10个币,币龄被消耗(销毁)了。
优缺点:
优点:缩短达成共识所需的时间,比工作量证明更加节约能源。
缺点:本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,转账真实性较难保证
概念:
授权股权证明机制(DelegatedProofofStake),与董事会投票类似,该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统,就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会,所有股东都在这里投票决定公司决策。
授权股权证明在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时,还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表,而非全体用户。在这样的区块链中,全体节点投票选举出一定数量的节点代表,由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。
同时,区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要,全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格,重新选举新的代表,实现实时的民主。
应用:
比特股(Bitshare)是一类采用DPOS机制的密码货币。通过引入了见证人这个概念,见证人可以生成区块,每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个(N通常定义为101)候选者可以当选为见证人,当选见证人的个数(N)需满足:至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。
见证人的候选名单每个维护周期(1天)更新一次。见证人然后随机排列,每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块,若见证人在给定的时间片不能生成区块,区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速,也更加节能。
DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式达成共识,他们投票选出的N个见证人,可以视为N个矿池,而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人(矿池),只要他们提供的算力不稳定,计算机宕机,或者试图利用手中的权力作恶。
优缺点:
优点:缩小参与验证和记账节点的数量,从而达到秒级的共识验证
缺点:中心程度较弱,安全性相比POW较弱,同时节点代理是人为选出的,公平性相比POS较低,同时整个共识机制还是依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。
三、区块链的共识机制是什么
1.网络上的交易信息如何确认并达成共识?
尽管共识机制经常被提及,但对于其含义和理解却并不清晰。因此,我们需要理解共识机制的相关概念、原理和实现方法。区块链的交易信息是通过网络广播传输到网络中各个节点的。在整个网络节点中,如何对广播的信息进行确认并达成共识,最终写入区块呢?如果没有相应的可靠安全的实现机制,那么就难以实现其基本功能,因此共识机制是整个网络运行下去的一个关键。
2.共识机制解决了区块链如何在分布式场景下达成一致性的问题。区块链能在众多节点达到一种较为平衡的状态,也是因为共识机制。那么,共识机制是如何在去中心化的思想上解决了节点间互相信任的问题呢?
3.当分布式的思想被提出来时,人们就开始根据FLP定理和CAP定理设计共识算法。规范地说,理想的分布式系统的一致性应该满足以下三点:
1.可终止性(Termination):一致性的结果可在有限时间内完成。
2.共识性(Consensus):不同节点最终完成决策的结果应该相同。
3.合法性(Validity):决策的结果必须是其他进程提出的提案。
4.然而,在实际的计算机集群中,可能会存在以下问题:
1.节点处理事务的能力不同,网络节点数据的吞吐量有差异。
2.节点间通讯的信道可能不安全。
3.可能会有作恶节点出现。
4.当异步处理能力达到高度一致时,系统的可扩展性就会变差(容不下新节点的加入)。
5.科学家认为,在分布式场景下达成完全一致性是不可能的。但是,工程学家可以牺牲一部分代价来换取分布式场景的一致性。上述的两大定理也是这种思想,所以基于区块链设计的各种共识机制都可以看作是牺牲那一部分代价来换取多适合的一致性。我的想法是可以在这种思想上进行一个灵活的变换,即在适当的时间空间牺牲一部分代价换取适应于当时场景的一致性,可以实现灵活的区块链系统,即可插拔式的区块链系统。
6.今天大致介绍一下我对各种共识机制的看法和分析。分布式系统中有无作恶节点分为拜占庭容错和非拜占庭容错机制。
7. FLP定理即FLP不可能性,它证明了在分布式情景下,无论任何算法,即使是只有一个进程挂掉,对于其他非失败进程,都存在着无法达成一致的可能。
8. FLP基于如下几点假设:
仅可修改一次:每个进程初始时都记录一个值(0或1)。进程可以接收消息、改动该值、并发送消息,当进程进入decide state时,滚动其值就不再变化。所有非失败进程都进入decided state时,协议成功结束。这里放宽到有一部分进程进入decided state就算协议成功。
异步通信:与同步通信的最大区别是没有时钟、不能时间同步、不能使用超时、不能探测失败、消息可任意延迟、消息可乱序。
通信健壮:只要进程非失败,消息虽会被无限延迟,但最终会被送达;并且消息仅会被送达一次(无重复)。
失败进程模型:进程失败如同宕机,不再处理任何消息。
失败进程数量:最多一个进程失败。
9. CAP是分布式系统、特别是分布式存储领域中被讨论最多的理论。CAP由Eric Brewer在2000年PODC会议上提出,是Eric Brewer在Inktomi期间研发搜索引擎、分布式web缓存时得出的关于数据一致性(consistency)、服务可用性(availability)、分区容错性(partition-tolerance)的猜想:
数据一致性(consistency):如果系统对一个写操作返回成功,那么之后的读请求都必须读到这个新数据;如果返回失败,那么所有读操作都不能读到这个数据,对调用者而言数据具有强一致性(strong consistency)(又叫原子性atomic、线性一致性linearizable consistency)[5]。
服务可用性(availability):所有读写请求在一定时间内得到响应,可终止、不会一直等待。
分区容错性(partition-tolerance):在网络分区的情况下,被分隔的节点仍能正常对外服务。
10.在某时刻如冲铅果满足AP,分隔的节点同时对外服务但不能相互通信,将导致状态不一致,即不能满足C;如果满足CP,网络分区的情况下为达成C,请求只能一直等待,即不满足A;如果要满足CA,在一定时间内要达到节点状态一致,要求不能出现网络分区,则不能满足P。C、A、P三者最多只能满足其中两个,和FLP定理一样,CAP定理也指示了一个不可达的结果(impossibility result)。
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