區塊鏈經常被稱為分散式賬本，顧名思義就是分散式系統，所謂的分散式運算，就是一組電腦，透過網絡互相連接，雙方傳遞訊息而形成系統，而彼此之間也為著共同目標而互動。要完成這個目標通常需要進行大量計算，計算內容會被分成小塊由不同的電腦各自計算，再將結果合併。不過這個看似完美的系統並不是沒有弱點，而它的弱點就是分布式共識 —— 拜占庭將軍的問題。
要談到解決方案，就不得不提及 Leslie B.Lamport，這位於 2013 年獲得電腦界諾貝爾獎 Turing Award 的電腦科學家。他早年在 MIT 獲得數學學士學位後，再在波士頓五大名校之一，布蘭戴斯大學取得數學碩士及博士學位。
這位傳統名校尖子在史丹福國際研究院（SRI）工作時，其中一個項目是為美國太空總署建立可容錯的太空系統，當時 Lamport 與同事 Marshall Pies 及 Robert Shostak 共同發表了一篇論文解決特殊故障問題 —— 著名的《拜占庭將軍問題》（The Byzantine Generals Problem）：拜占庭是古代東羅馬帝國的首都，而拜占庭將軍的問題是形容戰場上將軍一旦遇上叛徒，軍隊中如何避免假傳軍令的難題。
有趣的是，歷史上從來沒有記載過古羅馬時期拜占庭將軍遇上通訊相關的問題（亦可能只是沒有記載），因此這個名稱不能在古代事跡上找到意義，Lamport 說：「我想給這些『將軍』一個國家，同時不能得罪任何讀者…於是就想到一個更合適的命名 —— Byzantine generals。」這便是《拜占庭將軍問題》的名稱來源。
將拜占庭將軍的問題套用到電腦系統上，軍隊就是分散式系統的組件，在組件發生故障時（軍隊中有叛徒時），為避免引發系統災難性故障，系統的其他組件必須就一致的策略達成共識，而解決方案就是有足夠多的組件正確運行，只要問題組件是少數，就可以確保整個系統運作正常。
根據 Lamport 的論文，只要故障組件的總數不超過三分一，即至少超過三分二的組件是正常的，系統仍然可以達到一致行動。這些故障組件可以類比為各種系統所面對的情況，例如一個可以發出信息，做出行動的錯誤節點；一份失效的合同，諸如此類。
在區塊鏈的網絡中，有很多節點會同時廣播不同的交易消息，在一個不同步，不可靠的點對點網絡中，要令各方使用者得到一本一致的賬本，則所有的節點在紀錄交易消息時都需要達成共識，以比特幣的網絡為例，交易資料會發送到內存池（mempool），礦工會將交易放入下一個區塊，當每個節點收到任何形式表現的訊息時，都會要求發出信息的節點解答一個「工作證明」的問題，這個問題就是哈希（hash）散列，當相關節點解答出這個問題（工作證明），就會傳送到網絡中的其他節點進行驗證，其他節點驗證哈希值是正確的話就達成共識，交易資料會正式紀錄於新的區塊中，節點會隨即開始處理下一個區塊。
有些區塊鏈為確保每一個節點保持「誠實」會引入區塊獎勵，在比特幣的區塊鏈中就是比特幣及交易費用（礦工費），交易費用是在比特幣的區塊鏈不再產生新代幣時，仍有獎勵確保訊息能透過礦工行動準確傳遞。
這種共識機制再配合 Lamport 的分散式系統，就成為了區塊鏈的雛型。
梁永熹
區塊鏈科研創辦人及行政總裁
