探寻拜占庭将军之谜，它与虚拟货币之间又存在着怎样的联系？揭开区块链不可或缺的核心技术奥秘。

近年来，区块链技术衍生出了众多不同的算法，但其核心要解决的问题，始终是著名的拜占庭将军问题。对于研究区块链的朋友而言，这并不陌生，而对于刚刚踏入虚拟货币领域的新手来说，这个概念可能显得有些晦涩难懂。拜占庭将军问题，作为一个历史悠久、跨越哲学、数学与逻辑领域的难题，一直被视作该领域中最具挑战性的问题之一。你还记得区块链吗？简单来说，区块链技术使得我们无需依赖中心化的第三方（如政府、银行等）来确认交易费用的传递，以及确认土地所有权的真实性（例如，防止贪腐的银行扣留交易而未传递给对方，或贪腐的政府低价出售土地给国际企业）。区块链通过共识机制，让一群人达成公正的判决，虽然听起来有些戏剧化，但裁判与摄影师的比喻却颇为贴切。

这种共识机制正是解决拜占庭将军问题的关键所在。

Leslie Lamport，一位荣获图灵奖的数学家，也是提出拜占庭将军问题解决方案的人，他在论文中这样描述了这个问题：

一群拜占庭将军分别率领各自的军队围困一座城市。为了简化问题，我们假设军队的行动策略只能是进攻或撤退。由于部分军队进攻而部分撤退可能导致灾难性后果，因此各位将军必须通过投票达成一致策略，即所有军队同时进攻或同时撤退。由于将军们分散在城市的不同方向，他们只能通过信使进行沟通。在投票过程中，每位将军将通过信使将自己的投票信息（进攻或撤退）告知其他所有将军。这样一来，每位将军根据其他将军送来的信息，可以判断出共同的投票结果，进而决定自己的行动策略。

让我再次解释一下这个问题

在拜占庭帝国时期，有四位英勇的将军：蜘蛛人、美国队长、索尔和钢铁人，他们各自指挥着自己的军队，目标是攻陷萨诺斯的城堡（请不要将我当成三岁孩子，这只是一个例子，请继续阅读）。

但是，要想取得胜利，四支军队必须同时发起进攻，才有机会攻克这座城堡（这开始有点像电影情节了）。

在此前提下，最关键的任务是四位将军必须互相沟通，确认各自的决策和进攻时间，才有可能取得胜利。

如果决策确定了，接下来便是寻找沟通的方式。在拜占庭时代，没有电话（我也无法解释为什么钢铁人的AI系统Friday无法发挥作用），他们唯一的沟通方式是派遣信使，告知对方自己的想法。

于是，钢铁人将军派遣了三位信使给其他三位将军，信使传达的信息是：“我将在星期一进攻，你愿意跟我一起在周一进攻吗？”蜘蛛人可能会回答：“不，我需要多一天时间陪我的阿姨，但我会在周二进攻。你愿意跟我一起在周二进攻吗？”然后让钢铁人信使将这个新信息带回。

然而，问题出现了，钢铁人的信使可能会在途中被萨诺斯拦截，萨诺斯的属下甚至有人可以伪装成信使，将假信息带回去，告诉钢铁人将军说蜘蛛人将军同意了他的提议，我们将在周一进攻。

由于四位将军没有同时进攻，萨诺斯最终赢得了战争。

这就是四位拜占庭将军所面临的共识问题，他们的沟通渠道并不可靠。如果将四位将军比作虚拟货币钱包，钢铁人希望将100个Bitcoin转给蜘蛛人，但萨诺斯可以篡改交易，使得蜘蛛人什么也得不到。因为沟通渠道不可靠，他们无法信任收到的任何信息，那么该如何解决这个问题呢？

如果我们是拜占庭军师，我们先来了解一下这些信息的特征。

星期一进攻

星期二进攻

星期一撤退

简单来说，在信息中会有两个元素：一是时间，二是进攻或撤退的决策。由于蜘蛛人无法确认信息是否真实，或是否确实来自钢铁人，这就给了萨诺斯极大的动机去拦截或篡改信息，这与所有以区块链为技术核心的虚拟货币一样，它们都需要一个能够辨认真伪、确认信息未被修改过的通信机制。

在区块链中，我们使用哈希算法（Hash functions）进行加密，不需要担心，专业术语就讲到这里。如果你想要了解更多，请查阅维基百科上关于哈希函数的解释。现在你需要知道的是，哈希函数的特性。

当钢铁人（或任何其他将军）要向蜘蛛人及其他将军传送一个信息时，他必须通过哈希函数（加密）来帮助伪装信使和信息本身。这种伪装的前提是伪装的外观必须是钢铁人和蜘蛛人共同认可的，到达蜘蛛人手中时，他才能辨认出来（例如，他们两人都同意将信使伪装成浩克，如果出现的是洛基，他们就知道信息可能被篡改过）。

实现这种伪装需要耗费大量精力，萨诺斯的实力非常强大，几乎可以看透一切，因此在我们这些拜占庭将军传送信息时，必须花费大量成本来伪装成浩克（使用哈希函数加密），才能避免被萨诺斯篡改信息，让接收信息的将军能够辨认真伪。同样，蜘蛛人回复给钢铁人的信息也会使用这种加密模式，让钢铁人能够确认信息的真伪。

这在Bitcoin中被称为PoW（Proof of Work，工作证明），我们会在未来的文章中进一步解释。

伪装信息有一个小问题，如果萨诺斯愿意投入同等级的成本和时间，他仍然有可能篡改信息，伪装成浩克。那么如何让篡改信息变得不可能呢？

区块链的做法其实并不复杂，它将多个将军的信息和伪装集合起来，再用杂凑函数加密一次，这个技巧被称为Merkle Tree，简单来说如下。

群体信息再次加密后，几乎无法被篡改，萨诺斯必须付出比单一信息高得多的成本，才有可能篡改，而这个成本可能比他守住城堡所能获得的利益还要高，另外，等到萨诺斯破解了信息时，进攻可能早已发生。

这个群体信息再次加密后，形成的就是一个“区块”，其他将军也能更加确信自己收到的信息的真实性。

值得注意的是，在区块链技术上，所有数据都是公开的，因此区块链的加密并不是为了让萨诺斯或其他参与者看不到信息，而是确保信息无法被修改而不被等待信息的将军察觉。

有了这样的加密技术，将军之间达成共识成为可能，在区块链上，对于交易的确认、身份的认可等，也可以由多个电脑（节点）达成协议进行确认，不再需要一个中心化的机构来认证。这就像是推翻现实生活中的萨诺斯、贪腐的银行和政府，让社会能够更加公平地向前发展。

当然，这个例子与现实情况可能会有一些出入，欢迎大家提出指正。但希望这个例子能够帮助新进者更好地理解区块链的运作原理。

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