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再探UCL:换个角度看FLP(不可能三角)

已有 271 次阅读 2025-6-20 14:29 |个人分类:UCL|系统分类:科研笔记

  上了两学期《区块链技术》,发现可以拓展的知识点和创新点越来越多。比如这学期结合“中国茶的可拓数据挖掘”这个主题,尝试把UCL(统一内容标签,2007,李幼平)应用到茶叶品质可追溯领域,发现可以一定程度整合业界传说的时间戳、空间戳、品质戳,信息戳,实现四戳合一,可能更简洁高效。结合具体的业务领域知识,换个角度再探UCL,再看FLP(不可能三角),会有什么新发现呢?

   嘿嘿,不着急,准备好下午茶,先温故知新一下科学网—区块链是否能突破“不可能三角”? - 张利华的博文

    1985年4月,由Fischer、Lynch和Patterson(简称FLP)三位科学家发表的论文中,提出了FLP理论。该理论证明,在一个完全异步的分布式系统中,如果有一个节点出现故障,没有任何一种共识协议,能够实现完全的一致性。(具体是如何证明的呢?)作为最重要的分布式系统理论之一,他们凭借该论文(这篇论文原文在哪里,能否找到?),获得了分布式计算中最具影响力的Dijkstra论文奖(什么是Dijkstra论文奖?)。

    2000年,在分布式计算原则研讨会(PODC)上,计算机科学家埃里克.布鲁尔(Eric Brewer)针对分布式计算系统的一致性(Consistency)、可用性(Availability)、分区容错性(Partition-tolerant)提出了猜想(需要进一步找到会议中的相关信息,明确该猜想最初表现形式和内涵)。

    2002年,埃里克.布鲁尔(Eric Brewer)的猜想得到了来自麻省理工学院的两位教授Nancy Lynch和Seth Gilbert的证明,在他们发表的论文中(需要进一步找到论文原文),提出了CAP理论。证明了在一个分布式系统钟,最多只能同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition-tolerance)这三项中的两项。即当网络存在分区时,提供可靠的原子一致性数据是不可能的,但是想要实现一致性、可用性、分区容错性这三个属性中的两个是可行的。在异步通信系统中,当没有锁提供时,如果出现消息丢失,即使允许过时的数据返回,提供一致性数据也是不可能的。在同步通信系统中,可以在一致性和可用性间取得一定的平衡。

    2019年3月19日,在核聚链NUChain微信公众号发表的黄连金写的“区块链不可能三角为什么不可突破”一文中(需要找到该文章,重新阅读),作者首先阐述了FLP,CAP理论的来龙去脉,然后又对三个角进行了详细释义,然后重点论证了“不可能三角为什么不可突破”,其基本论证思路是,CAP理论在分布式系统中成立,区块链属于分布式系统,区块链必须遵守CAP理论,只要能证明CAP理论中的一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition-tolerant)与区块链的不可能三角存在相应的逻辑关系,即可证明区块链不可能三角不可突破。

    上述文章(具体是那个文章?要明确标引)通过对一致性(Consistency)与安全性、可用性(Availability)与可扩展性、分区容错性(Partition-tolerant)与去中心化的逻辑关系推导,得出结论为:一致性(Consistency)是安全性的必要条件;可用性(Availability)是可扩展性的必要条件;分区容错性(Partition-tolerance)是去中心化的必要条件。又通过CAP理论可以知道一致性(Consistency)、可用性(Availability)、分区容错性(Partition-tolerant)是不能同时满足的,所以得出:在CAP理论限定的条件下,安全性、可扩展性和去中心化不能同时满足,即区块链的不可能三角不可突破。



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