拜占庭將軍問題#
如果你第一次看到這個名字，可能會覺得這是一個歷史人物遇到的一個打仗的問題。但其實完全不是，而是一個計算機學家提出來為了解決分佈式網絡的問題。
拜占庭將軍問題（Byzantine Generals Problem），是由萊斯利・蘭波特在其同名論文中提出的分佈式對等網絡通信容錯問題。
簡單介紹一下問題提出者：
萊斯利・蘭波特（Leslie Lamport），美國計算機科學家。也是排版系統 LaTeX 的開發者。2013 年，獲得圖靈獎。
開開腦洞#
在探尋拜占庭將軍問題這個複雜問題前，我想先給一個小問題來開開腦洞（適應下思維方式）。
有兩個守門童 A 和 B，有兩扇門 a 和 b，我們的目標是找到 a 和 b 中正確的門，已知：
- 我們可以各詢問 A 和 B 一個問題
- A 和 B 一個人說真話，一個人說假話
請問，如何問才能找到正確的門？
可以思考一下，還挺有意思的，其實只用問一個問題就可以得到答案。
答案：詢問 A：你認為 B 會說哪個門是正確的門？（正確答案就是 A 回答的另一扇門）
達成共識#
這個拜占庭將軍問題舉的例子比較複雜，希望能用一個簡單的例子來讓你理解：
一群好朋友（將軍）想要討論明天早上十點是否一起去公園，但是現在無法群聊，只能一對一的私聊，可以確定的是朋友內有想搗亂或破壞大家的關係（故意亂說），如何達成大家統一行動的目標（一起去或不去）？
比如，一共 9 個人，大家采用多數服從少數的原則，當四人同意去，四人不同意去，壞蛋跟同意的四人說同意去，跟不同意的四人說不同意去，雙方都以為自己勝利，會導致出現目標失敗。
上述的故事映射到計算機系統裡，將軍便成了計算機，而私聊就是通信系統。雖然上述的問題涉及了電子化的決策支持與信息安全，卻沒辦法單純的用密碼學與數字簽名來解決。因為電路錯誤仍可能影響整個加密過程，這不是密碼學與數字簽名算法在解決的問題。因此計算機就有可能將錯誤的結果提交去，亦可能導致錯誤的決策。
而在區塊鏈中，若出現了無法達成共識會出現分叉、宕機等問題。當一條鏈共識出現問題，將會對這條鏈造成信任危機也是致命打擊，所以在區塊鏈中共識算法是生態發展的底層基礎。
口頭協議#
其實共識算法在不斷進步，也有非常聰明的人在不斷提出新穎的解題思路。在本問題被提出的論文中，萊斯利・蘭波特已經提出了兩種解法，今天就分享口頭協議這個解法。
以下內容並不是原版解法，是根據個人理解的表達，若有錯誤希望理解
定義：
- 分為兩類，好人（希望統一），壞人（希望不統一）
- 提出提案的人自動作為領頭（將軍）
目標：
- 若領頭是好人，保證所有好人都執行領頭的提議
- 保證所有好人保持一致執行
失敗案例#
繼續按上面的去公園為基礎，這次是 a、b、c 3 人商討是否明天去公園，其中一人壞人。
b 提出去公園的想法，作為領隊。
（下方有圖解）
可能 1#
b 領隊不是壞人，c 是壞人
a 收到 b 去公園的想法，但是不知道 b 是否是好人，所以問 c：b 提議是去還是不去，c 反饋不去，所以 a 收到 1 個去，1 個不去。a 知道 b 和 c 中有一個壞人，但不知道是誰。
所以無法達成共識：失敗
可能 2#
b 領隊是壞人，a c 都是好人
a 收到 b 去提議，c 收到 b 不去的提議，此時 a 和 c 交換信息，都得到 1 個去，1 個不去。
所以無法達成共識
成功案例#
這次是 a、b、c、d 4 人商討是否明天去公園，其中一人壞人。
可能 1：#
領隊 c 是好人，提出明天不去公園，d 是壞人。
a 收到不去公園的意見後，詢問 b、d 領隊的意見是什麼，得到的是不去（b）和去（d）。
a 得到的是（不去、不去、去），選擇多數不去就行，b 同理結論是不去。
最後 a、b、c 都不去，達成目標 2，並且符合領隊的命令，達成目標 1.
可能 2：#
領隊 c 是壞人，對 a、b 說去，對 d 說不去。
a 收到去的提議後，詢問 b、d 領隊的意見是什麼，得到的是去（b）和不去（d）。
a 得到的是（去、去、不去），選擇多數去就行，b 同理結論是去。
d 收到不去的提議後，詢問 a、b 領隊的意見是什麼，得到的是去（a）和去（b）。
d 得到的是（不去、去、去），選擇多數去就行。
最後 a、b、d 都統一去了，達成目標 2，由於領隊是壞人，無需考慮目標 1。
其實，當時萊斯利・蘭波特提出口頭協議時就給出了結論，若有 n 人參與，m 人是壞人，那麼只有當 n > 3m 時才能達成共識。也就是說當有 2 人壞人時，需要一共 7 人才能達成共識，具體的推演過程可以看李永樂老師的視頻，很有意思。
當然區塊鏈中比特幣和以太坊都采用的 PoW（工作量證明）也非常出色的解決了共識問題，並且經過十幾年的穩定運行也證明了這種方法的可行性。但是 PoW 也有非常多被人詬病的問題，有機會再詳細研究一下 PoW 的底層邏輯。