fabric區塊鏈共識機制
Ⅰ 區塊鏈之聯盟鏈(三) 認識Fabric
Fabric 是超級賬本聯盟推出的核心區塊鏈框架,它適合在復雜的企業內和企業間搭建聯盟鏈。根據超級賬本聯盟的目標, Fabric 被建設為一個模塊化的、支持可插拔組件的基礎聯盟鏈框架。;
與以太坊系的Quorum不同,Fabric從一開始就只考慮企業間的應用。其獨有的channel概念,將企業根據業務目的不同以不同的子網連接起來, 每一個子網對應一個channel,而每個channel有自己獨立的區塊鏈。而Quorum很顯然是只有一個公網(所有企業節點都加入進去),企業與企業間的私有業務是通過Private Manager 完成的。
理解channel的最簡單方法就是,將它類比為一個消息服務提供的Topic,實際上Fabic最早就是基於Kafka 的分布式消息服務來實現。
在Fabric網路中,一個企業可以有一個或多個節點加入整個聯盟鏈;一個企業可以加入1個或者多個Channel(子網); 一個節點可以加入1個或者多個channel。每個channel構成一個子網,所以Fabric 是 一種由子網組成的網路。
那麼Fabric是怎麼實現智能合約的執行和完成業務上鏈(將事務結果記錄在區塊鏈里)的呢?
與其它框架不同, Fabric 將整個過程分成了三個階段:
業務背書階段 : 客戶的請求發送的背書節點,通過智能合約完成業務的計算(但不更新狀態),並完成背書;將背書結果返回個客戶端。
業務的排序階段 : 客戶端將背書結果通過Channel被發送到排序節點(orderer),在排序節點完成事務的排序,並打包到block里,最後下發給所有連接到channel的節點。
業務驗證並寫入賬本階段 : 通過Gossip 網路,所有Channel的節點都會接收到新的block,節點會驗證block中的每一個事務,確定是否有效:有效地將會跟新world state,無效的將會標志為「無效」,不會更新World state,但整個block會被完整的加入到帳本中(包括無效的事務)。
根據以上的描述,Fabric 節點實際可以分為 ,普通節點和Order節點:
Peer, 普通節點, 完成背書(包括只能合約的執行)和驗證.
orderer, 排序節點,完成排序。
加入orderer節點的Fabric網路可以被描述如下:
每一個Channel,都定義了所有屬於channel的節點,但是並不需要所有節點都連接到Orderer 節點(節點間可以通過gossip 協議通訊來傳播私有數據或事務).
在區塊鏈中,共識是區塊鏈的基礎。與公有鏈不同,聯盟鏈的共識要求所有加入賬本的事務是確定的、最終的,也就是不可以有分叉,區塊與區塊間的順序是一定的,只存在唯一條鏈。在Fabric 中,這個客觀需求正是由排序實現的,所有的事務將被提交給orderer節點獲得確定的順序,並最終打包成block進入帳本。 Fabric 從1.4.1開始支持基於Raft實現排序服務, 可以認為基於Raft實現共識。
基於RAFT的排序服務相對於早期的Kafka 具有更好的分布性,配置更加簡單,是聯盟鏈里常用的一個常用的達成共識的演算法,Quorum就 默認使用RAFT作為共識層。簡單的說,RAFT是一個leader和follower的模式, 所有加入RAFT網路的節點,任意時候都有一個leader, 只有這個leader有權決定事務的順序,並打包成Block,其它節點只能作為follower提交事務和同步block。
基於FAFT網路,每個企業可以有一個或多個節點參與到Orderer中去。在Frabric中企業間的網路連接可以變化成如下形式:
區塊鏈的使用用戶在乙太網中被稱作EOA(External of Account), EOA的載體是錢包。我們沿用這個概念,來看看Fabric是如何實現用戶和發起事務的。Fabric中EOA是一個CA中心發布的certificate(x.509),一個Certificate代表一個Identity(這與以太坊還是有很大區別的, 以太坊中一個EOA其實是一個hash地址),EOA能夠參與的channel以及被授權的操作是有channel的MSP( Membership Service Provider)決定的(如下圖)。
註:certificate 是一種密碼學上驗證身份的通用做法; certificate包含了個人的信息,公鑰以及發布這個certificate的CA的簽名。驗證方只需要擁有這個CA的證書(包含CA的公鑰),就可以驗證這個簽名是否正確,certificate的內容是否有篡改。簡單的說,通過CA和Certificate,我們可以獲得一個可驗證的的身份和信任鏈。
如上圖,fabric中通要使用Wallet作為EOA的載體,一個Wallet中可以包含多個Identity(x.509 certificate)。 Identity 通過 CA提供的信任鏈來驗證正確性。
驗證了身份之後, Fabric 通過MSP在區塊鏈網路中解決該身份是否代表組織的成員和在組織內具有什麼角色。例如,channel首先會驗證當前用戶Identity是否是有效地身份,然後通過MSP查看其所處的企業和具有的角色,最終確定該用戶是否有權執行操作。
可以說,Fabric的訪問控制是通過MSP來完成的。在每一個需要訪問控制的地方都需要定義一個MSP。 例如,每個channel都定義一個MSP,這個MSP規定了在channel范圍內資源的訪問許可權。 MSP 是Fabric里一個晦澀難懂的概念,也是其賦予企業間安全訪問的基礎。
前文提到, Fabric 將業務處理和上網分成了三個部分, 背書,排序,驗證後加入賬本。
其中背書是Fabric執行智能合約的階段。以太坊中,智能合約是在EVM中執行的,有多種語言支持。 在Fabric,智能合約被稱為chaincode: 一個chaincode 可以理解為是智能合約的容器,可以包含一個或多個智能合約, 不用於EVM, chaincode是在 JVM 或NodeJS中執行。
客戶應用程序通過智能合約來訪問賬本,每一個可訪問的智能合約都被安裝在客戶端可以訪問的節點上,並被定義在channel里。(有隻能合約的節點被稱為背書節點,沒有隻能合約的節點被稱未提交節點,提交節點只維護賬本)
客戶應用提交一個交易請求, 請求到達背書節點, 背書節點首先會驗證客戶的簽名,確保客戶的身份有權執行本次交易,接著執行交易提及的智能合約(chaincode),並生成一個背書響應(或者叫做交易提案,tran-proposal)。這個背書響應中通常包含World state 的讀集合,寫集合, 以及節點對本次交易的簽名。這里與以太坊系聯盟鏈最主要的不同是: 背書階段只模擬交易,並不真正更新交易結果。 而真正更新交易在第三階段完成。背書節點最後將生成的背書響應fanhui給客戶端, 智能合約部分的執行就結束了。
通常一個交易的執行需要多方的簽名,所以客戶端需要將一個交易發送給多個背書節點,這些背書節點的選擇需要滿足背書策略的要求。
下圖是一個包含有客戶、背書節點,提交節點的網路示意圖。
根據Fabric官方的參考文檔,客戶交易的正果過程可使用下圖描述。
如上圖,從1到3,為背書階段,4為排序階段,4.1,4,2, 5為驗證提交階段。 參考 Frabic的節點 概念,可以了解更多在交易細節的概念。
總的來看, Fabric 更專注於企業間,通過上文,可以讓大家對Fabric的基本構成與概念有一個總的了解。 Fabric本身並不神秘,都是使用的現有的企業間的技術。要更好的了解,建議參考閱讀分布式消息系統和企業的安全基礎設施(CA相關)的支持。與以太坊系聯盟鏈實現比較, Fabric 的子網更概念對於復雜企業間應用適應更強,但是其復雜的安全考量,使得運營成本很高,另外,Fabric 使用Certificate做為用戶身份,有很大的局限性,在新的2.0里,Fabric對於此處將有所改變。
下一篇,我們將來看看Sawtooth , 由Inter 提供的區塊鏈框架。
區塊鏈之聯盟鏈(一) 認識以太坊
區塊鏈之聯盟鏈(二) 認識Quotum
區塊鏈之聯盟鏈(三) 認識Fabric
區塊鏈之聯盟鏈(四) 認識Sawtooth
Ⅱ 區塊鏈的共識機制
所謂「共識機制」,是通過特殊節點的投票,在很短的時間內完成對交易的驗證和確認;對一筆交易,如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識,我們就可以認為全網對此也能夠達成共識。北京木奇移動技術有限公司,專業的區塊鏈外包開發公司,歡迎洽談合作。下面我們將一下區塊鏈的幾種共識機制,希望對大家了解區塊鏈基礎技術有幫助。
因為區塊鏈技術的發展, 大家對共識機制這個詞也不再陌生,隨著技術發展,各種創新的共識機制也在發展。
POW工作量證明
比特幣就是使用PoW工作量證明機制,到後來的以太坊都是PoW的共識機制。Pow相當於算出很難的數學難題,就是計算出新區塊的hash值,而且計算的難度會每一段時間就會調整。PoW雖然是大家比較認可的共識機制,計算會消耗大量的能源,還有可能會污染環境。
POS權益證明
通過持有Token的數量和時長來決定獲得記賬權的機率。相比POW,POS避免了挖礦造成大量的資源浪費,縮短了各個節點之間達成共識的時間,網路環境好的話可實現毫秒級,對節點性能要求低。
但POS的缺點同樣明顯,持有Token多的節點更有機會獲得記賬權,這將導致「馬太效應」,富者越富,破壞了區塊鏈的去中心化。
DPOS權益證明
DPOS委託權益證明與POS原理相同,其主要區別在於,DPOS的Token持有者可以投票選舉代理人作為超級節點,負責在網路上生產區塊並維護共識規則。如果這些節點未能履行職責,將投票選出新的節點。同樣的弊端也是傾向於中心化。
POA權威證明
POA節點之間無需進行通信即可達成共識,因此效率極高。並且它也能很好地對抗算力攻擊,安全性較高。但是POA需要一個集中的權威節點來驗證身份,這就意味著它會損害區塊鏈的去中心化,這也是在去中心化和提高效率之間的妥協。
Ⅲ 區塊鏈常見的三大共識機制
區塊鏈是建立在P2P網路,由節點參與的分布式賬本系統,最大的特點是「去中心化」。也就是說在區塊鏈系統中,用戶與用戶之間、用戶與機構之間、機構與機構之間,無需建立彼此之間的信任,只需依靠區塊鏈協議系統就能實現交易。
可是,要如何保證賬本的准確性,權威性,以及可靠性?區塊鏈網路上的節點為什麼要參與記賬?節點如果造假怎麼辦?如何防止賬本被篡改?如何保證節點間的數據一致性?……這些都是區塊鏈在建立「去中心化」交易時需要解決的問題,由此產生了共識機制。
所謂「共識機制」,就是通過特殊節點的投票,在很短的時間內完成對交易的驗證和確認;當出現意見不一致時,在沒有中心控制的情況下,若干個節點參與決策達成共識,即在互相沒有信任基礎的個體之間如何建立信任關系。
區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法,在機器之間建立「信任」網路,從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。
不同的區塊鏈種類需要不同的共識演算法來確保區塊鏈上最後的區塊能夠在任何時候都反應出全網的狀態。
目前為止,區塊鏈共識機制主要有以下幾種:POW工作量證明、POS股權證明、DPOS授權股權證明、Paxos、PBFT(實用拜占庭容錯演算法)、dBFT、DAG(有向無環圖)
接下來我們主要說說常見的POW、POS、DPOS共識機制的原理及應用場景
概念:
工作量證明機制(Proof of work ),最早是一個經濟學名詞,指系統為達到某一目標而設置的度量方法。簡單理解就是一份證明,用來確認你做過一定量的工作,通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量。
工作量證明機制具有完全去中心化的優點,在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中,節點可以自由進出,並通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權,求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。
應用:
POW最著名的應用當屬比特幣。在比特幣網路中,在Block的生成過程中,礦工需要解決復雜的密碼數學難題,尋找到一個符合要求的Block Hash由N個前導零構成,零的個數取決於網路的難度值。這期間需要經過大量嘗試計算(工作量),計算時間取決於機器的哈希運算速度。
而尋找合理hash是一個概率事件,當節點擁有佔全網n%的算力時,該節點即有n/100的概率找到Block Hash。在節點成功找到滿足的Hash值之後,會馬上對全網進行廣播打包區塊,網路的節點收到廣播打包區塊,會立刻對其進行驗證。
如果驗證通過,則表明已經有節點成功解迷,自己就不再競爭當前區塊,而是選擇接受這個區塊,記錄到自己的賬本中,然後進行下一個區塊的競爭猜謎。網路中只有最快解謎的區塊,才會添加的賬本中,其他的節點進行復制,以此保證了整個賬本的唯一性。
假如節點有任何的作弊行為,都會導致網路的節點驗證不通過,直接丟棄其打包的區塊,這個區塊就無法記錄到總賬本中,作弊的節點耗費的成本就白費了,因此在巨大的挖礦成本下,也使得礦工自覺自願的遵守比特幣系統的共識協議,也就確保了整個系統的安全。
優缺點
優點:結果能被快速驗證,系統承擔的節點量大,作惡成本高進而保證礦工的自覺遵守性。
缺點:需要消耗大量的演算法,達成共識的周期較長
概念:
權益證明機制(Proof of Stake),要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權。
權益證明機制的運作方式是,當創造一個新區塊時,礦工需要創建一個「幣權」交易,交易會按照預先設定的比例把一些幣發送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間,依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度,從而加快了尋找隨機數的速度。
應用:
2012年,化名Sunny King的網友推出了Peercoin(點點幣),是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次應用。PPC最大創新是其采礦方式混合了POW及POS兩種方式,採用工作量證明機制發行新幣,採用權益證明機制維護網路安全。
為了實現POS,Sunny King借鑒於中本聰的Coinbase,專門設計了一種特殊類型交易,叫Coinstake。
上圖為Coinstake工作原理,其中幣齡指的是貨幣的持有時間段,假如你擁有10個幣,並且持有10天,那你就收集到了100天的幣齡。如果你使用了這10個幣,幣齡被消耗(銷毀)了。
優缺點:
優點:縮短達成共識所需的時間,比工作量證明更加節約能源。
缺點:本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算,轉賬真實性較難保證
概念:
授權股權證明機制(Delegated Proof of Stake),與董事會投票類似,該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統,就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會,所有股東都在這里投票決定公司決策。
授權股權證明在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時,還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表,而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中,全體節點投票選舉出一定數量的節點代表,由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。
同時,區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要,全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格,重新選舉新的代表,實現實時的民主。
應用:
比特股(Bitshare)是一類採用DPOS機制的密碼貨幣。通過引入了見證人這個概念,見證人可以生成區塊,每一個持有比特股的人都可以投票選舉見證人。得到總同意票數中的前N個(N通常定義為101)候選者可以當選為見證人,當選見證人的個數(N)需滿足:至少一半的參與投票者相信N已經充分地去中心化。
見證人的候選名單每個維護周期(1天)更新一次。見證人然後隨機排列,每個見證人按序有2秒的許可權時間生成區塊,若見證人在給定的時間片不能生成區塊,區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速,也更加節能。
DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式達成共識,他們投票選出的N個見證人,可以視為N個礦池,而這N個礦池彼此的權利是完全相等的。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人(礦池),只要他們提供的算力不穩定,計算機宕機,或者試圖利用手中的權力作惡。
優缺點:
優點:縮小參與驗證和記賬節點的數量,從而達到秒級的共識驗證
缺點:中心程度較弱,安全性相比POW較弱,同時節點代理是人為選出的,公平性相比POS較低,同時整個共識機制還是依賴於代幣的增發來維持代理節點的穩定性。
Ⅳ 區塊鏈-什麼是區塊鏈金點幣訊能讀懂區塊鏈
區塊鏈-什麼是區塊鏈?金點幣訊能讀懂區塊鏈?
區塊先鋒動畫視頻帶你了解什麼是區塊鏈,簡單易懂
什麼是區塊鏈,卯貝屬於區塊鏈?
答:卯貝不是屬於區塊鏈,只是運用了區塊鏈的技術,區塊鏈的特性就是每件發生的事物都會被記錄,不得刪除更改。
區塊鏈,什麼是區塊
區塊鏈全面解讀
一說起區塊鏈,人們總是拿它與比特幣相提並論。 2008年10月31日,一名叫「中本聰」的人在一個密碼學郵件群組中發出電子郵件,宣稱,「我一直在研究一個新的電子現金系統,這完全是點對點的,無需任何可信的第三方。 」他推出了一個以比特幣為交易貨幣的新體系。
什麼是區塊鏈技術?什麼叫區塊鏈?
區塊鏈是一種分布式共享記賬的技術,它要做的事情就是讓參與的各方能夠在技術層面建立信任關系。
區塊鏈可以大致分成兩個層面,一是做區塊鏈底層技術;二是做區塊鏈上層應用,即基於區塊鏈的改造、優化或者創新應用。
區塊鏈的核心意義到底是什麼,我們的理解是,區塊鏈最核心的意義是參與方之間建立數據信用,通過單方面的對抗,在明確規定下打造單方面的生態共同保障完整機會,這是一個體系,這種建立可以結束沒有區塊鏈之前的問題,沒有區塊鏈之前,在數據共享的時候是無法做到有新的共享,即使做定向也只是給你一個介面,區塊鏈有了以後,讓參與方是實現信用的共享。
區塊鏈的底層平台有哪些?
答:主要有一下幾類:
1、比特幣。是最早的區塊鏈開發便是基於比特幣的區塊鏈網路進行開發了,由於比特幣是全球最廣泛使用和真正意義的去中心化,就區塊鏈應用來說,比特幣就是世上最強大的錨,擁有最大的權威性。
2、以太坊。可以說除了比特幣外,以太坊目前在區塊鏈平台是最吸引眼球的。 以太坊是一個圖靈完備的區塊鏈一站式開發平台,採用多種編程語言實現協議,採用Go語言寫的客戶端作為默認客戶端(即與以太坊網路交互的方法, 支持其他多種語言的客戶端)。
3、IBM HyperLedger 。又叫 fabric,他的目標是打造成一個由全社會來共同維護的一個超級賬本,fabric源於IBM,初衷為了服務於工業生產,IBM將44,000行代碼開源,是了不起的貢獻,讓我們可以有機會如此近的去探究區別於比特幣的區塊鏈的原理。
4、LISK。是新一代的區塊鏈平台,允許JavaScript(又是Javascript技術,工程師們注意了)的開發和基於分布的分散的應用程序使用一個易於使用的,功能齊全的生態區塊鏈系統。
5、網錄區塊鏈平台。是網錄區塊鏈底層技術的研發成果和能夠進行商業交付的基礎平台,網錄區塊鏈平台除了服務網錄公鏈外,也是網錄為客戶打造私有鏈和聯盟鏈的基礎平台。
什麼是區塊鏈?什麼是數字貨幣的區塊鏈?
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一 種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數 據的一種全新的分布式基礎架構與計算範式。
現在,主流的數字貨幣基本上都是基於區塊鏈技術開發的。區塊鏈是數字貨幣的底層技術。國內的茶本位數字貨幣普銀就是基於區塊鏈技術開發的。
什麼是區塊鏈
區塊鏈的本質是一種去中心化的記賬系統,比特幣是這個系統上承載的「以數字形式存在」的貨幣。區塊鏈是比特幣背後的一套由信用記錄和信用記錄的清算構成的體系。
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法 [1] 。
區塊鏈(Blockchain)是比特幣的一個重要概念,火幣網聯合清華大學五道口金融學院互聯網金融實驗室、新浪科技發布的《2014—2016全球比特幣發展研究報告》提到區塊鏈是比特幣的底層技術和基礎架構 [2] 。它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊
區塊鏈的進化方式是:
▪ 區塊鏈1.0——數字貨幣
▪ 區塊鏈2.0——數字資產與智能合約
▪ 區塊鏈3.0——IFMChain,區塊鏈正式鏈接移動終端
Ⅳ 區塊鏈的四種共識機制
區塊鏈的共識機制可以分為以下四類:權益證明機制、工作量證明機制、Pool驗證和池股份授權證明機制。
區塊鏈,就是一個又一個區塊組成的鏈條。每一個區塊中保存了一定的信息,它們按照各自產生的時間順序連接成鏈條。這個鏈條被保存在所有的伺服器中,只要整個系統中有一台伺服器可以工作,整條區塊鏈就是安全的。這些伺服器在區塊鏈系統中被稱為節點,它們為整個區塊鏈系統提供存儲空間和算力支持。
Ⅵ 區塊鏈的共識機制
1. 網路上的交易信息如何確認並達成共識?
雖然經常提到共識機制,但是對於共識機制的含義和理解卻並清楚。因此需要就共識機制的相關概念原理和實現方法有所理解。
區塊鏈的交易信息是通過網路廣播傳輸到網路中各個節點的,在整個網路節點中如何對廣播的信息進行確認並達成共識 最終寫入區塊呢? 如果沒有相應的可靠安全的實現機制,那麼就難以實現其基本的功能,因此共識機制是整個網路運行下去的一個關鍵。
共識機制解決了區塊鏈如何在分布式場景下達成一致性的問題。區塊鏈能在眾多節點達到一種較為平衡的狀態也是因為共識機制。那麼共識機制是如何在在去中心化的思想上解決了節點間互相信任的問題呢?
當分布式的思想被提出來時,人們就開始根據FLP定理和CAP定理設計共識演算法。 規范的說,理想的分布式系統的一致性應該滿足以下三點:
1.可終止性(Termination):一致性的結果可在有限時間內完成。
2.共識性(Consensus):不同節點最終完成決策的結果應該相同。
3.合法性(Validity):決策的結果必須是其他進程提出的提案。
但是在實際的計算機集群中,可能會存在以下問題:
1.節點處理事務的能力不同,網路節點數據的吞吐量有差異
2.節點間通訊的信道可能不安全
3.可能會有作惡節點出現
4.當非同步處理能力達到高度一致時,系統的可擴展性就會變差(容不下新節點的加入)。
科學家認為,在分布式場景下達成 完全一致性 是不可能的。但是工程學家可以犧牲一部分代價來換取分布式場景的一致性,上述的兩大定理也是這種思想,所以基於區塊鏈設計的各種公式機制都可以看作犧牲那一部分代價來換取多適合的一致性,我的想法是可以在這種思想上進行一個靈活的變換,即在適當的時間空間犧牲一部分代價換取適應於當時場景的一致性,可以實現靈活的區塊鏈系統,即可插拔式的區塊鏈系統。今天就介紹一下我對各種共識機制的看法和分析,分布式系統中有無作惡節點分為拜占庭容錯和非拜占庭容錯機制。
FLP定理即FLP不可能性,它證明了在分布式情景下,無論任何演算法,即使是只有一個進程掛掉,對於其他非失敗進程,都存在著無法達成一致的可能。
FLP基於如下幾點假設:
僅可修改一次 : 每個進程初始時都記錄一個值(0或1)。進程可以接收消息、改動該值、並發送消息,當進程進入decide state時,其值就不再變化。所有非失敗進程都進入decided state時,協議成功結束。這里放寬到有一部分進程進入decided state就算協議成功。
非同步通信 : 與同步通信的最大區別是沒有時鍾、不能時間同步、不能使用超時、不能探測失敗、消息可任意延遲、消息可亂序。
通信健壯: 只要進程非失敗,消息雖會被無限延遲,但最終會被送達;並且消息僅會被送達一次(無重復)。
Fail-Stop 模型: 進程失敗如同宕機,不再處理任何消息。
失敗進程數量 : 最多一個進程失敗。
CAP是分布式系統、特別是分布式存儲領域中被討論最多的理論。CAP由Eric Brewer在2000年PODC會議上提出,是Eric Brewer在Inktomi期間研發搜索引擎、分布式web緩存時得出的關於數據一致性(consistency)、服務可用性(availability)、分區容錯性(partition-tolerance)的猜想:
數據一致性 (consistency):如果系統對一個寫操作返回成功,那麼之後的讀請求都必須讀到這個新數據;如果返回失敗,那麼所有讀操作都不能讀到這個數據,對調用者而言數據具有強一致性(strong consistency) (又叫原子性 atomic、線性一致性 linearizable consistency)[5]
服務可用性 (availability):所有讀寫請求在一定時間內得到響應,可終止、不會一直等待
分區容錯性 (partition-tolerance):在網路分區的情況下,被分隔的節點仍能正常對外服務
在某時刻如果滿足AP,分隔的節點同時對外服務但不能相互通信,將導致狀態不一致,即不能滿足C;如果滿足CP,網路分區的情況下為達成C,請求只能一直等待,即不滿足A;如果要滿足CA,在一定時間內要達到節點狀態一致,要求不能出現網路分區,則不能滿足P。
C、A、P三者最多隻能滿足其中兩個,和FLP定理一樣,CAP定理也指示了一個不可達的結果(impossibility result)。