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Das Problem der byzantinischen Generäle

Hard

Eine Situation, in der die Kommunikation, die einen Konsens über eine einzige Strategie von allen Mitgliedern einer Gruppe oder Partei erfordert

Was ist das Problem der byzantinischen Generäle?

Das Problem der byzantinischen Generäle (Byzantine Generals' Problem) ist ein Gedankenexperiment, das sich mit einer Schlüsselfrage der Informatik beschäftigt: Ist es möglich, in einem Computernetzwerk, das aus unabhängigen, geografisch verteilten Knotenpunkten besteht, einen Konsens zu erreichen?

Das Problem wurde 1982 von Forschern des SRI International Research Institute vorgestellt.

Es funktioniert wie folgt: Es gibt eine Anzahl byzantinischer Generäle, die eine Stadt belagern. Sie können nur mithilfe von Boten miteinander kommunizieren. Die Generäle müssen sich auf einen gemeinsamen Aktionsplan einigen: Angriff auf die Stadt oder Rückzug. Einige der Generäle sind jedoch verräterisch und arbeiten aktiv gegen die Bildung einer Einigung; die Anzahl und Identität dieser Generäle ist jedoch unbekannt.

Die Frage, die das Problem aufwirft, ist, welchen Entscheidungsalgorithmus die Generäle verwenden sollten, um einen gemeinsamen Plan auszuarbeiten — unabhängig von der Teilnahme der Verräter — und ob ein solcher Algorithmus überhaupt existiert.

Nach eigenen Analysen der Forscher ist ein solches System zwar machbar, aber die Anzahl der loyalen Generäle muss unbedingt zwei Drittel überschreiten. In einer Situation mit drei Generälen, von denen einer verräterisch ist, können die Loyalen beispielsweise niemals garantieren, dass sie in der Lage sein werden, einen Konsens zu erzielen.

Diese Problematik ist für Kryptowährungen von großer Bedeutung, da sie im Wesentlichen verteilte Computersysteme sind: Sie bestehen aus Knotenpunkten, die Transaktionen verarbeiten, voneinander und von jeder zentralen Behörde unabhängig sind und nur aus der Ferne kommunizieren können. Sie sind die „Generäle“, die einen Konsens darüber erzielen müssen, welche Transaktionen wann stattgefunden haben.
Knotenpunkte können absichtlich oder versehentlich fehlerhafte Transaktionsdaten liefern, was dazu führt, dass ihre Informationen aussortiert werden müssen. Bitcoin (BTC) und andere Kryptowährungen bewältigen dieses Problem, indem sie technische Lösungen wie die Proof-of-Work- und Proof-of-Stake-Algorithmen verwenden.