Quel est le problème des généraux byzantins et pourquoi Crypto s’en soucie-t-il ?

• Le problème des généraux byzantins semble appartenir aux livres d’histoire plutôt qu’aux livres blancs sur les crypto-monnaies
• Cependant, le principe qui le sous-tend constitue la pierre angulaire de la technologie blockchain
• Quel est le problème des généraux byzantins et comment s’applique-t-il à la cryptographie ?

Le problème des généraux byzantins est quelque chose que vous trouverez dans un certain nombre de crypto-monnaie documents remontant à Bitcoinmais son nom seul n’offre rien sur ce qu’il est réellement ou sur son lien avec le secteur. Dans cet article, nous passons en revue le pourquoi et le comment du problème des généraux byzantins et expliquons en quoi il est important et pourquoi la cryptographie peut y contribuer.

Pas de problème

Le problème des généraux byzantins n’est pas basé sur un événement historique, mais est en fait une énigme théorique posée pour la première fois par Leslie Lamport, Robert Shostak et Marshall Pease dans ACM Transactions on Programming Languages ​​and Systems, une revue scientifique sur les langages de programmation publiée par l’Association for Computing Machinery en 1982.

Le problème est le suivant : comment garantir que plusieurs entités situées à différents endroits puissent s’accorder sur la même ligne de conduite avant de la mettre en œuvre ? La question est celle du consensus, un domaine que les blockchains maîtrisent parfaitement.

Obtention d’un accord général

Imaginez une armée de l’époque byzantine (395-1453) qui aurait une ville entière encerclée par ses nombreuses divisions. Les généraux à la tête de ces divisions doivent s’accorder sur un plan de bataille, le consensus étant essentiel : ils doivent s’accorder sur la prochaine étape et ne pas dévier. Cependant, il peut y avoir de mauvais acteurs dans les rangs, ou les messages entre les généraux peuvent être égarés ou mal traduits. Cela peut conduire à des actions disparates, ce qui peut conduire à un désastre potentiel pour l’armée.

Les blockchains reposent bien sûr sur le consensus de plusieurs parties. Comment peuvent-elles donc se protéger contre les attaques internes, les accidents ou les erreurs ? Lamport et al. suggèrent que l’armée byzantine pourrait supporter jusqu’à 1/3 de généraux « traîtres » et parvenir tout de même à un consensus, ce qui signifie que tant qu’au moins 2/3 d’entre eux sont honnêtes, un consensus peut être atteint et le « bon » plan peut être mis en œuvre.

Interprétation de la Blockchain

En 1999, Miguel Castro et Barbara Liskov ont publié un article qui montrait comment les systèmes décentralisés pouvaient suivre ce principe grâce à un algorithme de tolérance aux pannes byzantines (BFT). Les systèmes qui implémentaient un algorithme BFT pouvaient toujours fonctionner même lorsque jusqu’à 1/3 des nœuds étaient compromis d’une manière ou d’une autre, ont noté Castro et Liskov, mais il leur faudrait une méthode pour dissuader les mauvais acteurs de tenter un coup d’État en premier lieu.

Bitcoin a mis en pratique cet algorithme BFT en 2008 avec son mécanisme de consensus Proof-of-Work (PoW). Ce mécanisme exige que les validateurs investissent du temps, des efforts et de l’argent pour confirmer les transactions, offrant ainsi une barrière pratique à ceux qui pourraient vouloir saper le consensus du groupe. Bien que loin d’être parfait, PoW a néanmoins jeté les bases du concept d’interprétation pratique de l’algorithme BFT (pBFT) au sein des blockchains.

Le problème des généraux byzantins existera toujours

Depuis l’apparition de Bitcoin en 2008, de nombreux mécanismes de consensus ont été mis en place, et un plus récent, le LFT2 d’Icon, a supprimé une grande partie de la communication requise entre les nœuds et l’a considérablement accélérée sans compromettre la sécurité. C’est comme donner à nos généraux byzantins des smartphones avec lesquels communiquer, tandis que Bitcoin les limite aux pigeons voyageurs.

Aucun système ne peut être résilient à 100 % face au problème des généraux byzantins, mais avec le nombre relativement faible d’attaques réussies sur les blockchains au cours des 11 années écoulées depuis la création de Bitcoin, il est assez clair que l’approche de tolérance aux pannes byzantines fonctionne plutôt bien plus de 20 ans plus tard.