bft・とは？初心者でもわかる基本と活用の解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

bft とは何か

bft とは Byzantine Fault Tolerance の略で、分散システムの世界でよく使われる考え方です。直訳すると「ビザンチン耐性」ですが、ここで大切なのは 中央の信頼できる仲介者がいなくても正しい結論を出せる仕組みを作ることです。つまり複数のノードが協力して意見を合わせるとき、途中で悪い動きをするノードがあっても全体として正しい結果を選べるという性質を指します。bft は特にデータの一貫性と信頼性を保つための基本技術として、ブロックチェーンや分散データベースで活用されます。

なぜ bft が必要なのか を日常的な例で考えてみましょう。クラス全員で映画を決めるとき、誰か一人が意図的に別の意見を押し付けても、全員の投票結果が正しい方向へ収束するような仕組みがあれば安心ですよね。bft も同じ発想です。ただし現実のネットワークではノードが故障したり悪意を持って動作を崩したりする可能性があるため、耐障害性が高い設計が必要になります。

bft の基本的な考え方

分散システムの前提として、複数のノードが同じデータを共有し合意を取る必要があります。bft のコアはこの合意を壊さずに成立させること。もし悪意あるノードが混ざっても、正しい結論に対する合意が崩れないようにするのが目的です。最も重要な原理は 「3f以上の健全なノードが必要」、つまり n >= 3f + 1 の条件を満たすことで耐障害性が成立するという点です。ここで n は全ノード数、f は故障している可能性のあるノード数です。

PBFT の流れと実装の要点

実用的な bft の代表的なアルゴリズムとして PBFT と呼ばれる手法があります。PBFT は三つの段階で合意を進めます。提案段階でリーダーとなるノードが新しい取引や状態を提案します。次に 準備段階 で提案を受け取った他のノードが署名付きの準備メッセージを広く共有します。最後に 確定段階 で全ノードが署名付きの確定メッセージを交換し、全員が同じ順序で取引を確定します。これらの段階を通じて 多少の悪意あるノードが混ざっていても正しい結論に収束するのです。

ブロックチェーンと bft の関係

従来のブロックチェーンは proof of work や proof of stake などのコンセンサス機構を使いますが、近年のブロックチェーンや分散アプリの分野では bft 系のコンセンサスを取り入れるケースが増えています。Tendermint や HotStuff などの実装は bft の思想を基盤にしており、低遅延で高い信頼性を実現します。これにより、銀行の決済システムのような高い信頼性が求められる場面でも適用の余地が広がっています。

分かりやすい比喩で理解を深める

十人の友だちで映画を決めるとき、三人が勝手に自分の映画を押し進めようとしても、残りの七人が賛同できる別の映画を提示すれば、最終的には全員が納得できる結論に落ち着くような仕組みを想像してください。このとき perfect が成立する条件が 3f+1 の考え方、すなわち f 個の悪意ある参加者を許容しても結論が狂わないように設計されているのが bft の本質です。

注意点と現実的な限界

bft は理論的には強力ですが、実務では ノード数が増えると通信量が増大し、遅延が生じることがあります。また 悪意あるノードの割合が高い場合、合意までの時間が長くなりやすいです。さらにネットワークの信頼性や署名の検証コスト、セキュリティの脆弱性など、複数の要因を考慮する必要があります。とはいえ、信頼性が非常に高い分散システムを作る第一歩として bft は強力な選択肢です。

まとめとポイント表

bft は分散システムでの合意を安定させるための耐障害性の考え方です。n >= 3f + 1 の条件のもとで、PBFT のような段階的な合意プロセスを用いれば、悪意あるノードが混ざっていても正しい結論に到達できます。ブロックチェーンの分野では Tendermint などの実装がこの思想を用いています。現実には遅延やスケールの問題があるため、用途に応じて適切な設計と運用が必要です。

項目	説明
bft	Byzantine Fault Tolerance の略。耐障害性を高める設計思想。
PBFT	Practical Byzantine Fault Tolerance の略。実用的な bft のアルゴリズム。
条件	ノード数 n と故障ノード数 f の関係は n >= 3f + 1。
用途	高信頼性を必要とする分散データベースやブロックチェーンのコンセンサス。

まとめの一言

bft は複数のノードが協力して正しい結論を出すための堅牢な設計思想です。中学生にも理解できる比喩と、PBFT の実装例を通じて、その考え方と現実の課題を抑えると良いでしょう。

bftの同意語

Byzantine Fault Tolerance: 分散システムにおける耐障害性の概念。ノードの一部が故障したり悪意を持つ場合でも、全体として正しい合意を維持できる性質を指す（BFT）。
ビザンチン障害耐性: 分散システムで、悪意あるノードや故障ノードが混在しても正しい状態へ合意できる耐性のこと。英語の Byzantine Fault Tolerance の日本語訳。
ビザンチン耐障害性: ビザンチン障害耐性の別表現。障害・悪意のある挙動があっても正しい結論を導く性質。
ビザンチン合意アルゴリズム: BFTを実現するためのアルゴリズム。ノード間で整合した合意を取る仕組みを指す。代表例としてPBFTなどがある。
BFTコンセンサス: BFTを用いたコンセンサス（合意形成）プロトコル。分散環境で不正なノードの影響を抑えつつ正しい状態を確定させる。
BFTアルゴリズム: ビザンチン障害耐性を前提とした合意形成アルゴリズムの総称。PBFT、HotStuff などが該当する。
Byzantine fault-tolerant: 形容詞で、“ビザンチン障害耐性を有する”。悪意あるノードの介入を受けても機能を維持する特性を表す。

bftの対義語・反対語

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限られた情報での候補（例）
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<対義語の名称>: <対義語の意味>,
<対義語の名称>: <対義語の意味>
}
意味の確定方法についてご指示ください。

bftの共起語

PBFT: Practical Byzantine Fault Tolerance の略。実務で用いられるBFTコンセンサスの代表例で、少数の悪意あるノードがあっても正しい状態を維持できる仕組みです。
ビザンチン障害耐性: 分散システムで、ノードの一部が故障したり悪意を持って振る舞っても、全体として正しい決定を維持できる性質。BFTの核心概念。
Byzantine Fault Tolerance: 英語表現での同義語。日本語の『ビザンチン障害耐性』と同じ概念を指します。
コンセンサス: 分散ノード間で共有データの状態を合意する仕組み。BFTはこの領域の一種です。
分散システム: 複数のノードが協調して動作するシステム。BFTはその耐障害性を語る前提となります。
合意形成: 全ノードが同じデータ状態に同意するプロセス。安全性と生存性を両立させることが目的です。
整合性: データの不整合を避け、常に同じ正しい状態を保つ性質。
安全性: 悪意ある挙動があってもデータの正しさを保つ性質。BFTの核となる要素。
生存性: システムが止まらず前進し続ける性質。合意が遅延しても最終的に決定を出すことを指します。
可用性: ノード障害があっても機能を維持する能力。
レイテンシ: 合意形成にかかる遅延の指標。低いほど即応性が高いです。
スループット: 一定時間あたりに処理できる取引・命令の量。高いほど性能が良いです。
ノード: 分散システムの参加点。BFTでは複数ノードが協調して機能します。
レプリケーション: データを複数ノードに複製すること。耐障害性を高めます。
ブロックチェーン: 分散台帳技術の一形態。BFTはこのコンセンサス面で用いられます。
分散元帳: 複数ノードで共有・更新される台帳。BFTが適用される対象の一つ。
Tendermint: BFT系の合意アルゴリズムを採用する代表的なプロトコル/実装群。
HotStuff: BFT系コンセンサスアルゴリズムの一つ。高い安全性とスケーラビリティを目指します。
BFT-SMaRt: Javaで実装された高性能なBFTライブラリ。分散アプリケーションで用いられることが多いです。
クォーラム: 合意に必要な過半数の票数。BFTでは閾値を厳格に設定します。
プロトコル: 通信規約や手順の集合。BFTコンセンサスは特定のプロトコル群として設計されます。
実装例: PBFT系などの具体的な実装の例を指します。

bftの関連用語

ビザンチン耐障害性: 悪意あるノードが混在していても、正しいノードの多数によって正しい合意を導く性質。
PBFT: Practical Byzantine Fault Tolerance の略。3f+1以上のノード構成で、f個の故障ノードがあっても正しく合意できる実用的なBFTアルゴリズム。
コンセンサスアルゴリズム: 複数ノードが一致して決定を共有する仕組み。BFTはその一種。
テンデミント: BFTに基づく分散合意プロトコルの実装。ブロック生成と検証を安全に進める仕組み。
HotStuff: 効率と安全性を両立する現代的なBFTコンセンサスプロトコル。
BFT-SMaRt: Java実装のBFTライブラリ。分散アプリにBFTを組み込みやすい。
ビュー変更: リーダーが機能しない場合に新しいリーダーへ切り替える手順。
リーダー選出: 合意を進める中心ノードを決定する仕組み。
検証者/ノード: 合意プロセスに参加するサーバー。信頼性の高い決定を作る役割。
デジタル署名: メッセージの出所と改ざん防止を担う暗号技術。
安全性: 誤った決定を避け、正しい決定が常に可能である性質。
生存性: 決定が遅延なく前進し続ける性質。
ブロックチェーン: 分散台帳の一形態。BFTはこの台帳の合意層として使われることが多い。
分散システム: 複数のノードが協調して動作するシステムの総称。
非同期ネットワーク: ノード間通信遅延が一定でない状況を想定した設計。
部分同期ネットワーク: ネットワークが部分的に同期する条件下での合意設計。
クオラム閾値: 合意を成立させるために必要な最小ノード数。多くは n ≥ 3f+1 の前提。
状態機械レプリケーション: 全ノードが同じ状態遷移を辿ることで合意を実現する設計思想。
ブロック提案: 新しいブロックを提案する行為。
コミット: 合意成立後にデータを確定させ、状態へ適用する段階。
故障ノード数 f: BFTで許容される最大の故障ノードの数。一般に f ≤ floor((n-1)/3)。
合意の安全性と生存性のトレードオフ: 安全性を損なわずに前進性を保つ難しさを表す概念。
レプリケーション: データを複数ノードへ複製して冗長性と耐障害性を高める技術。