一、拜占庭问题起源

拜占庭曾经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，因此每个军队都分隔很远，将军与将军之间只能靠信差传递消息。

在战争的时候，拜占庭军队内所有将军和副官必需达成一致的共识，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，左右将军们的决定扰乱整体军队的秩序。所以在进行共识时，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，其余忠诚的将军如何不受叛徒的影响达成一致的协议，拜占庭问题就此形成。

拜占庭问题就是在存在消息丢失的不可靠信道上如何通过消息传递的方式达到一致性。

二、实用拜占庭算法PBFT

PBFT全称为Practical Byzantine Fault Tolerance，中文名称为实用拜占庭容错算法，该算法是Miguel Castro (卡斯特罗)和Barbara Liskov（利斯科夫）在1999年提出来的，解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题，将算法复杂度由指数级降低到多项式级，使得拜占庭容错算法在实际系统应用中变得可行。

三、算法简介

PBFT是一种基于消息传递一致性的共识算法，算法经过几个阶段达成一致性，这些阶段可能因为失败而重复进行。

刚才我们提到，消息可能丢失，信道可能不可靠，在这样的情况下，假设我们能容忍错误节点的个数是f个，那么PBFT算法就能够在全部节点大于3f的情况下，保证系统的安全性和活性，也就是说，

所有节点个数 > 3*容错节点数，或者所有节点个数 = 3*容错节点数+1。

在超级账本Fabric0.6中主要使用的就是PBFT算法，一次完整的共识需要经历请求（request）、预准备（pre-prepare）、准备(prepare)、提交(commit)、回复(reply)五个阶段。

四、算法工作流程

算法中主要涉及几个概念：客户端、主节点、副本节点和失效节点。其中客户端指的是能发送交易请求的终端；主节点和副本节点用于参与共识，在整个共识过程中，节点的主节点身份和副本节点身份一直在轮换；失效节点指的是失效不能正常参与共识的节点。

我们刚才提到轮换，解释一下，在PBFT算法中，所有的过程在一个被称为视图（View）的轮换过程中运作。在某个视图中，一个节点作为主节点（primary），其它的作为副本（backups）。那么哪个节点是主节点呢？主节点由公式 v mod |R|计算得到，这里v是视图编号，|R|是节点个数。所有节点都通过三段式协议进行共识，当主节点失效的时候就需要启动视图更换（view change）过程。每更换一次，视图编号加一。这样就实现了一个节点在主节点身份和副本节点身份之间的切换。

这次的介绍就到这里，下次我会深入讲解算法的工作流程。