近日，中科院软件所张振峰团队与美国新泽西理工学院唐强团队在区块链核心技术拜占庭容错（BFT）共识研究方面取得重要突破，并提出世界上第一个完全实用的异步共识算法。 Dumbo 拜占庭容错(DumboBFT) 算法”（简称“Dumbo 算法”）。
在以“去中心化”为特征的区块链技术中，为什么共识算法很重要？什么是“拜占庭容错共识算法”？ “小飞象算法”有什么优势？
为什么共识算法很重要？
“去中心化”是区块链的特点之一。在去中心化系统中，没有负责“决策制定”的角色。这就像一个临时旅游团。有人想往东，有人想往西。
“集权”与“分权”
再举一个更贴近生活的例子，在传统金融系统中，当A向B转账一笔款项时，这一行为会被存储在银行数据库中，交易数据的真实性由传统机构如银行。以记录为准。
但是，在比特币这样一个“去中心化”的区块链系统中，有些节点可能会记录A到B的转账，有些节点可能不会记录。有转账之类的吗？根据谁的记录？
显然，在以上两种情况下，整个系统通过合适的共识机制做出统一的决策是非常重要的。
因此，在区块链世界中，不同节点最终通过预设的共识算法实现数据的一致性。认可。
“拜占庭容错共识算法”和拜占庭有什么关系？
然而，在实际操作中，共识算法并非无懈可击。来自各方的挑战往往会影响共识，而最大的挑战源于“信任问题”。
1982年，图灵奖获得者Leslie Lamport在论文中提出了这样一种可能使共识算法失败的情况假设，即“拜占庭将军问题”。
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可见，拜占庭容错（BFT）共识算法是从拜占庭一般问题衍生出来的共识算法，其目的是解决在非信任环境下如何达成共识。
类似的故事在中国历史上更为常见，比如战国时期的“合纵横并盟”：秦国势力不断壮大，成为其他六国的共同威胁，于是六国“合纵”，联手抵抗强秦。同时，秦国还通过“连横”与六国结盟，目的是破坏六国之间的“合纵”，从而孤立各自为战，各自为战。
在上述背景下，无论是秦国还是其他六国，都面临着所谓的“拜占庭将军问题”。当时，古人往往通过人质或联姻等方式建立信任。在区块链的背景下，类似的问题可以通过“拜占庭容错共识算法”来解决。
因此，“拜占庭容错共识算法”作为区块链的关键核心技术，是保障区块链安全可靠运行、提高区块链可扩展性和运行性能的核心算法，具有较高的运行性能，资源消耗低，易于部署。等特点，深受业界青睐，广泛应用于中外区块链系统。
“小飞象算法”有什么特别之处？
完成研究成果的张振峰研究员在接受采访时表示，如何设计高效的异步“拜占庭容错共识算法”是密码学和分布式计算领域的一个众所周知的问题。 20世纪80年代以来，包括多位图灵奖获得者在内的众多国际知名学者相继对这一难题进行了探索。 2016年提出的“蜜獾算法”（HoneyBadgerBFT）是第一个应用于区块链平台的近乎实用的异步共识算法。
张振峰指出，为了设计出完全实用的异步共识算法，中科院软件所在2015年开展了“小飞象算法”的研究工作。独特的视角揭示了其性能受限的根本原因是大量随机子模块调用导致的运行时间增加提出了一种新的可证明可靠的广播原语，通过密码学“证明”确保交易广播的正确完成，并提供了一种基于门限数字签名技术的高效构造方法，通过创新的多值拜占庭共识应用，将对交易的共识转化为对“证明”的共识，让“小飞象算法”在性能上有所突破的异步共识算法，同时容忍1/3 的恶意节点设计挑战。
目前，在遍布全球四大洲的100个共识节点的测试网络中，“小飞象算法”的确认延迟时间为24秒，不到“蜜獾算法”的1/20，交易吞吐量近18000笔交易，是“蜜獾算法”的9倍多。
张振峰还表示，联合团队完成了“小飞象算法”的创造性突破，不仅解决了异步共识算法设计的理论问题，而且在性能上也有了很大的提升，完全超越了目前采用的“蜜獾算法”。业界，从而成为世界上第一个完全实用的异步共识算法。该研究成果可为我国区块链基础设施建设提供具有强安全性、高性能和可扩展性的新一代核心技术。
来源：新华网思客综合
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编辑：周家苗
校对：王新荣