Apa Itu Byzantine Fault Tolerance?

5 minit bacaan

Sejak kewujudan Bitcoin pada tahun 2008 sebagai sistem wang tunai elektronik peer-to-peer, banyak cryptocurrency yang lain telah dihasilkan dan masing-masing mempunyai mekanismenya tersendiri. Tetapi satu persamaan yang boleh diperhatikan adalah hampir semua cryptocurrency menggunakan teknologi blockchain, sebagai elemen teras seni bina mereka.

Dengan sedikit pengecualian, blockchain dibangunkan dengan tujuan untuk menjadi terdesentralisasi (decentralized) berfungsi sebagai lejar digital yang dikendalikan oleh rangkaian nod komputer yang diedarkan. Oleh sebab itu, teknologi blockchain membenarkan penciptaan sistem ekonomi tanpa kepercayaan, di mana transaksi kewangan yang telus dan boleh dipercayai boleh dilaksanakan tanpa memerlukan perantara (atau biasanya disebut sebagai orang tengah). Cryptocurrency sedang diterima pakai sebagai alternatif yang berkesan untuk sistem pembayaran dan perbankan tradisional, yang sangat bergantung pada kepercayaan.

Sama seperti kebanyakan sistem pengkomputeran yang diedarkan, para peserta rangkaian cryptocurrency perlu selalu bersetuju dengan keadaan semasa blockchain dan itulah yang kita namakan sebagai pencapaian persetujuan bersama (consensus achievement). Walau bagaimanapun, untuk mendapat persetujuan bersama di rangkaian yang diedarkan dengan cara yang selamat dan efisien, bukanlah tugas yang mudah.

Jadi, bagaimana rangkaian nod komputer yang diedarkan bersetuju dengan satu keputusan, sekiranya sebahagian nod tersebut kemungkinan gagal atau bertindak tidak jujur? Ini adalah persoalan asas mengenai masalah yang disebut sebagai masalah Jeneral Byzantium (atau biasanya disebut sebagai Byzantine General’s problem), yang juga telah melahirkan konsep toleransi kesalahan Byzantium (atau biasanya disebut sebagai Byzantine fault tolerance).

Apa itu Byzantine General’s Problem?

Secara ringkasnya, Byzantine Generals’ Problem telah diusulkan pada tahun 1982 sebagai dilema logik yang menggambarkan bagaimana sekumpulan jeneral Byzantium kemungkinan menghadapi masalah komunikasi semasa percubaan untuk bersetuju dengan langkah mereka seterusnya.

Keadaan yang sukar ini mengandaikan bahawa setiap jeneral mempunyai angkatan tenteranya sendiri dan setiap kumpulan berada di lokasi yang berbeza di sekitar bandar yang ingin mereka serang. Para jeneral perlu bersetuju sama ada untuk menyerang atau berundur. Tidak kisah sama sekali sama ada mereka menyerang atau berundur, asalkan semua jeneral mencapai persetujuan bersama iaitu menyetujui keputusan bersama untuk melaksanakannya secara koordinasi.

Oleh itu, kita boleh mempertimbangkan syarat berikut:

• Setiap jeneral harus memutuskan sama ada untuk menyerang atau berundur (ya atau tidak);
• Setelah keputusan dibuat, ia tidak boleh diubah;
• Semua jeneral harus bersetuju dengan keputusan yang sama dan melaksanakannya secara serentak (synchronized manner).

Masalah komunikasi yang disebutkan di atas berkaitan dengan kenyataan bahawa seorang jeneral hanya dapat berkomunikasi dengan yang lain melalui mesej yang dihantar oleh kurier.Oleh sebab itu, cabaran utama Byzantine Generals’ Problem adalah apabila mesej tersebut entah bagaimana boleh tertangguh, musnah atau hilang.

Sebagai tambahan, walaupun mesej berjaya dihantar, satu atau lebih ramai jeneral kemungkinan memilih (dengan apa sahaja alasan) untuk bertindak jahat dan menghantar mesej palsu supaya dapat mengelirukan jeneral yang lain, lalu boleh membawa kepada kegagalan kesuluruhannya.

Jika kita meletakkan situasi ini pada konteks blockchain, setiap jeneral mewakili nod rangkaian dan nod perlu mencapai persetujuan bersama mengenai keadaan semasa sistem. Dengan cara lain, majoriti peserta dalam rangkaian yang diedarkan harus bersetuju dan melaksanakan tindakan yang sama untuk mengelakkan kegagalan sepenuhnya.

Oleh itu, satu-satunya cara untuk mencapai persetujuan bersama dalam kategori sistem yang diedarkan ini adalah dengan mempunyai sekurang-kurangnya ⅔ atau lebih banyak nod rangkaian yang boleh dipercayai dan jujur. Ini bermaksud sekiranya sebahagian besar rangkaian memutuskan untuk bertindak jahat, sistem ini akan terdedah kepada kegagalan dan serangan (seperti 51% attack).

Baca juga: Apa Itu Dusting Attack?

Byzantine Fault Tolerance (BFT)

Secara ringkasnya, Byzantine fault tolerance (BFT) adalah hak milik sistem yang mampu untuk menahan jenis kegagalan yang berasal daripada Byzantine Generals’ Problem. Ini bermaksud bahawa sistem BFT mampu untuk terus beroperasi walaupun sebahagian nod gagal atau bertindak jahat.

Terdapat lebih daripada satu kemungkinan penyelesaian untuk Byzantine Generals’ Problem dan dengan itu pelbagai cara untuk membina sistem BFT. Begitu juga, terdapat pendekatan yang berbeza untuk blockchain mencapai Byzantine fault tolerance dan ini membawa kita kepada penyelesaian yang sering disebut sebagai algoritma konsensus (consensus algorithms).

Konsensus algoritma Blockchain

Kita dapat mentakrifkan algoritma konsensus sebagai mekanisme di mana rangkaian blockchain mencapai persetujuan bersama (consensus). Kaedah yang paling biasa adalah Proof of Work (PoW) dan Proof of Stake (PoS). Mari kita ambil situasi yang berlaku di blockchain Bitcoin sebagai contoh.

Walaupun protokol Bitcoin yang menetapkan peraturan utama dalam sistem, algoritma konsensus PoW adalah yang akan menentukan bagaimana peraturan ini akan dipatuhi untuk mencapai persetujuan bersama (contohnya, semasa pengesahan transaksi).

Walaupun konsep Proof of Work lebih tua daripada cryptocurrency, Satoshi Nakamoto membangunkan versi yang diubahsuai sebagai algoritma yang membolehkan penciptaan Bitcoin sebagai sistem BFT.

Perhatikan bahawa algoritma PoW tidak bertoleransi 100% terhadap Byzantine faults, tetapi disebabkan oleh proses perlombongan yang memerlukan kos dan teknik kriptografi yang mendasari, PoW telah terbukti menjadi salah satu kaedah yang paling selamat dan boleh dipercayai untuk rangkaian blockchain. Oleh itu, algoritma konsensus Proof of Work yang dibangunkan oleh Satoshi Nakamoto, dianggap oleh banyak pihak sebagai salah satu penyelesaian paling bijak untuk Byzantine fault.

Konklusi

Masalah Jeneral Byzantium (Byzantine Generals’ Problem) adalah situasi sukar yang menarik dan secara tidak langsung menimbulkan sistem BFT, yang diterapkan secara meluas dalam pelbagai senario. Di luar industri blockchain, beberapa kes penggunaan sistem BFT termasuk industri tenaga, angkasa lepas, dan tenaga nuklear.

Dalam konteks cryptocurrency, mempunyai komunikasi rangkaian yang cekap dan mekanisme konsensus (consensus mechanism) yang baik sangat penting bagi setiap ekosistem blockchain. Menjaga keselamatan sistem ini adalah usaha yang berterusan, dan algoritma konsensus yang ada belum dapat mengatasi beberapa batasan (seperti skalabiliti). Walaupun begitu, PoW dan PoS adalah pendekatan yang sangat menarik sebagai sistem BFT, dan aplikasi yang berpotensi sudah pasti memberi inspirasi kepada inovasi yang meluas.

Sumber daripada binance academy, coinmarketcap dan mycryptoversity

Dapatkan 36 video Panduan Lengkap langkah untuk anda memahami, mengenali dan memulakan karier anda sebagai seorang Coiner berjaya seperti 16 orang student kami yang sudah menjadi jutawan crypto.

<<<Back