拜占庭一般问题的背景拜占庭一般问题是对现实世界的建模，如硬件故障、网络拥塞或断线等意外行为，都属于拜占庭一般问题。
土耳其拜占庭的伊斯坦布尔是东罗马帝国的首都。由于东罗马帝国疆域辽阔，各军之间距离遥远，将军与将军只能通过信使传递消息。当发生战争时，所有的指挥官和中尉必须达成共识。只有他们一致认为自己会赢，才会主动攻击敌人。但是，军队中可能有叛徒或内奸，这些人往往会扰乱军队的正确决策。
忠诚的将军们如何在不受内奸影响的情况下达成协议，是拜占庭将军们问题的根源。
对应视频链接：用《华山论剑》的方式讲解，头条面试问题：拜占庭将军问题。
实际上，拜占庭通用问题是分布式领域中最复杂的容错模型。一旦理解了，就很容易理解分布式系统的一致性。
第二，恢复拜占庭将军的问题。为了方便理解拜占庭将军的问题，我们以《华山论剑》为背景切入主题。
老教师金庸的《射雕英雄传》中，东有黄，西有欧阳锋，南有段志兴，北有洪七公，中有，合称五绝。
作为一个大宗师，欧阳锋是一个真正的反派。武功虽不及，但略胜黄、段志兴、洪七公。
南宋李宗年间，王重阳为统帅，率洪七公、段志兴、黄石爻围攻西毒欧阳锋。我们设定欧阳锋为反派，王重阳为主将，洪七公、段志兴为忠臣，冤枉黄为内奸，而内奸则扮演忠臣的角色，称为“大奸臣，忠臣”。主公和忠臣都不知道内奸的身份，都把内奸当成了忠臣。
历史背景
要想杀死西毒欧阳锋，王重阳必须统一忠臣的作战计划。因为这是一个临时团队，王重阳并不知道这三个忠臣‘沾花惹草’，而且，其中一个是内奸。内奸与欧阳锋秘密通信，向忠臣发送误导性作战信息，怎么办？信差被小偷拦截了怎么办？这些都会导致自己的作战计划被打乱。这样一来，有的忠臣会进攻，有的忠臣会撤退，使他们无法集中优势兵力打歼灭战。而是让欧阳锋得逞，欧阳锋趁机进攻，将他们一一击溃。
这个故事是拜占庭将军们问题的简化表达。王重阳面临着一个典型的共识问题，即在信息误导的情况下，如何采用合适的沟通机制，使众多将领达成共识，制定出一致的作战方案。因为单打独斗不是欧阳锋的对手，只能群起而攻之。
2.1忠臣选择退。洪七公、段志兴、黄接到进攻或撤退的命令后，按照少数服从多数的原则进行表决，不得弃权。大家一起决定进攻还是撤退。一旦达成协议，所有的将军都会既往不咎，勇往直前。
洪七公想都没想就选择了进攻，通过传令兵告诉段志兴和黄进攻。
然而，段志兴却在想“在外忙前，必先安”。要想打败贼人，必须先找出内奸，决定试着下令撤退，看内奸如何选择，并通过信使告诉洪七公和黄撤退。
黄虽然是内奸，但他不想这么早暴露身份，所以假扮成的样子。接到进攻和撤退信号后，他决定进攻，并通过传令兵告诉洪七公和段志兴进攻。
一个忠臣选择了撤退
计票时，攻击票：撤回票=2:1，按照少数服从多数的组织原则进行投票。由于段志兴是忠臣，本轮投票虽然找不到内奸，但是战胜敌人还是很重要的，所以撤退命令改为进攻。所以最后三位将军的投票结果都是攻击，是一致的战斗。最终打败了欧阳锋。这一轮没查出内奸是谁，还是留下了很大的隐患。好在胜利还是属于正义的一方。
2.2内奸作弊，一进一出。黄看了最后一个方案，发现自己的身份并没有暴露，而且大师还是很相信自己的。但是，作为一个内奸，他最终还是要完成自己的使命，所以他想用欺骗的手段消灭自己的一个忠臣。
洪七公嫉恶如仇，仍然选择了进攻，通过使者告诉段志兴和黄进攻。
制定最后一个作战方案的时候，段志兴没有找到内奸，他依然没有放弃。他不得不“与外媾和”，决定撤退，并通过信使告诉洪七公和黄撤退。
黄决定欺骗。既然洪七公选择了攻击，我就跟洪七公说，我也会通过信使攻击。既然段志兴选择了退，我就跟段志兴说我也退。这会让段志兴退缩，同时，他也会选择退缩。让洪七公独自面对欧阳锋。
洪七公收到的攻守比为2: 1，相信至少有一支同盟军。结果他独自面对欧阳锋。结果洪七公败给欧阳锋，最后忠臣洪七公被KO。这个结局是邪恶对正义的胜利。
鼹鼠作弊器，一进一出。
第三，签约解决拜占庭将军问题。我们找到了两个忠臣和一个内奸的组合场景，内奸很容易成功。那么有没有计划让鼹鼠不
能两面三刀呢。早在春秋战国时期，各个诸侯国通过虎符作为调兵的信物，虎符的背面刻有铭文，分为两半，右半存于朝廷，左半发给统兵的将帅或者地方长官，并且从来都是专符专用，一地一符，绝不存在一个兵符能调动两支军队的场景，调兵谴将时需要两半勘合验真后，才能生效。
但是使用虎符调兵也存在一定的风险，比如虎符被盗，后果将不堪设想。每个诸侯国为了防止虎符被盗，造成兵变的悲剧发生。就发明了圣旨，圣旨就相当于数字签名，必须手持圣旨和虎符才能调动军队。那么，计算机算法中的数字签名都有哪些特点，保证了分布式系统的一致性呢？
① 签名是无法伪造的，对签名后的内容，进行任何更改都会被发现。
② 任何人都能验证数字签名的真伪。
3.1 忠臣先发起作战协作信息比如现在忠臣洪七公作为主将，率先发起联合作战协商，向两个副将传递消息。将签名后的消息发送给段智兴和黄药师。
段智兴和黄药师在收到签名的消息后，都会验证消息的真伪。
而黄药师在上一轮得逞之后，又动了歪脑筋，修改了消息内容，将进攻的命令改成了撤退，并且伪造了数字签名，然后将消息发送给了段智兴。声称主将洪七公发出的是撤退命令。
段智兴足智多谋，验证了洪七公和黄药师发来的签名之后，发现黄药师是内奸。因此，他决定和洪七公一起发起进攻，于是告知洪七公，我会发起进攻。
这时不管内奸黄药师选择进攻还是撤退，都不会影响战胜欧阳锋的大局。因为进攻和撤退的比例至少是2:1。
经过本轮操作，不但揪出内奸，而且正义战胜了邪恶。
数字签名解决拜占庭将军问题一
3.2 内奸率先发起协作信息如果此时主将是内奸黄药师，副将是洪七公和段智兴，由内奸发起联合作战协商。
黄药师向洪七公发送的消息是进攻，向段智兴发送的消息是撤退。
洪七公和段智兴在各自的阵营中，验证数字签名都是正常的。
因此，洪七公会向段智兴发送他和黄药师都是选择进攻的命令；而段智兴会向洪七公发送他和黄药师，都是选择撤退的命令。
这个时候，有意思的地方就来了，他们发现黄药师发给两个人的命令不一致，就断定黄药师是内奸。
这个解决办法，是兰伯特在论文中提到的签名消息型，拜占庭将军问题之解。通过签名机制来约束内奸的叛变行为，任何内奸的叛变行为都会被发现，最后忠诚的将军们总能达成一致的作战计划。
数字签名解决拜占庭将军问题二
可以从另外一个角度理解：n 位将军，能容忍 (n - 2) 位内奸（因为只有一位忠将没有意义，因为此时不需要达成共识了）。关于这个公式，只需要记住就好了，推导过程可以参考论文。
四 总结我们通过华山论剑的角色，讲解了分布式中的共识场景。那他们和分布式系统是怎样的映射关系呢？
每个将军都对应一个计算机节点。忠诚的将军对应正常运行的计算机节点。叛变的将军对应出现故障，并会发送误导信息的计算机节点。签名被修改表示通讯被恶意攻击、伪造信息或劫持通讯。不要小瞧拜占庭将军问题，它是分布式场景中最复杂的故障场景。比如在区块链技术中，就用到了这些知识点。
给大家留一个思考题，除了用“签名的方式解决拜占庭将军问题，还有没有其他方式能解决拜占庭将军问题？”
