什么是區(qū)塊鏈的最終性 為什么它很重要？

一、了解區(qū)塊鏈的最終性

在傳統(tǒng)的金融系統(tǒng)中，交易一旦確認(rèn)，就無法撤消。 同樣，在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)最終確定性可確保交易是永久性的，并且在添加到區(qū)塊鏈后無法修改。 為了保證區(qū)塊鏈的安全和真實(shí)，這個(gè)概念至關(guān)重要。

最終性是通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)使用共識來實(shí)現(xiàn)的。 不同的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)采用不同的共識算法，每種算法都有獨(dú)特的方法來驗(yàn)證交易并確保最終性，例如工作量證明（PoW）、權(quán)益證明（PoS）或?qū)嵱玫陌菡纪ト蒎e(cuò)。

二、區(qū)塊鏈中的最終性類型

區(qū)塊鏈中的最終性可以是概率性的、經(jīng)濟(jì)性的、即時(shí)的、無條件的或與區(qū)塊鏈的整個(gè)狀態(tài)相關(guān)的。

在區(qū)塊鏈上，有多種類型的最終性，每種類型都描述了交易和區(qū)塊的不同程度的確定性和不可逆性。 區(qū)塊鏈上主要的最終性類型如下：

概率最終性

在大多數(shù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，最終確定性都是概率性的，尤其是那些采用 PoW 共識的系統(tǒng)，比如比特幣。 當(dāng)已確認(rèn)的交易包含在區(qū)塊中后，將區(qū)塊放置在已確認(rèn)的交易之上時(shí)，逆轉(zhuǎn)交易的可能性會呈指數(shù)級下降。

經(jīng)濟(jì)最終性

經(jīng)濟(jì)最終性概念通常與 PoS 系統(tǒng)相關(guān)。 從經(jīng)濟(jì)最終性的角度來看，一項(xiàng)交易被認(rèn)為是最終的，如果試圖撤銷，它將在財(cái)務(wù)上變得不可行。在 PoS 中，驗(yàn)證者或節(jié)點(diǎn)需要提供一定數(shù)量的加密貨幣作為抵押品。 如果他們批準(zhǔn)虛假交易，他們就會面臨失去質(zhì)押的風(fēng)險(xiǎn)，從而使惡意行為在經(jīng)濟(jì)上變得不合理。

即時(shí)確定性

Ripple 網(wǎng)絡(luò)提供近乎即時(shí)的最終確定性，確保交易一旦記錄在賬本上，就會立即得到確認(rèn)且不可逆轉(zhuǎn)。 交易由 150 個(gè)驗(yàn)證者驗(yàn)證。 這些驗(yàn)證者有可能在 Ripple 的唯一節(jié)點(diǎn)列表中贏得一席之地，該列表由 35 個(gè)驗(yàn)證者組成。

無條件確定性

交易一經(jīng)確認(rèn)，即被視為完全、無條件的最終交易。 在任何情況下，交易都不會被撤銷。 實(shí)現(xiàn)無條件的最終確定性可能很困難，并且經(jīng)常需要高度集中或獨(dú)特的共識方法。

狀態(tài)確定性

在某些區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，最終性是指區(qū)塊鏈的完整狀態(tài)，而不僅僅是交易。 狀態(tài)轉(zhuǎn)換（區(qū)塊鏈狀態(tài)的變化，例如交易或智能合約的執(zhí)行）一旦完成就無法修改或逆轉(zhuǎn)。 對于像智能合約這樣的應(yīng)用程序，整個(gè)應(yīng)用程序狀態(tài)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)最終性至關(guān)重要。

三、為什么最終性在區(qū)塊鏈中很重要

區(qū)塊鏈的最終性為交易的有效性和持久性提供了必要的保證，使其成為該技術(shù)可靠性和功能性的基本概念。

最終性為系統(tǒng)提供了高度的安全性和信任，確保交易一旦確認(rèn)，就無法更改或逆轉(zhuǎn)。 通過驗(yàn)證交易是否合法并記錄在區(qū)塊鏈上，最終性可以防止雙花問題，即同一數(shù)字資產(chǎn)可以多次使用。

例如，如果某人擁有一枚比特幣（BTC）并試圖通過兩次單獨(dú)的交易將其傳輸給兩個(gè)不同的接收者，則可能會發(fā)生雙花。 通過保證最終性，區(qū)塊鏈技術(shù)可以防止這種情況發(fā)生。 一旦交易被確認(rèn)并記錄在區(qū)塊鏈上，數(shù)字資產(chǎn)就被視為已用完，不能用于任何進(jìn)一步的交易。

在智能合約的背景下，最終性至關(guān)重要。 買賣雙方之間協(xié)議的細(xì)節(jié)直接嵌入智能合約中，智能合約是自動(dòng)執(zhí)行的代碼。 最終性保證了這些合約的結(jié)果是確定性的且不可改變的。

此外，最終性是去中心化應(yīng)用程序 (DApp) 確保其活動(dòng)安全且值得信賴。 最終性確保這些應(yīng)用程序中做出的決策和交易是不可更改和不可逆轉(zhuǎn)的。 此外，區(qū)塊鏈通過使交易最終化來建立網(wǎng)絡(luò)用戶和成員之間的信任。 通過知道交易是不可逆轉(zhuǎn)的，用戶對系統(tǒng)的信任度會增加。

四、實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈最終確定性的挑戰(zhàn)

分叉、網(wǎng)絡(luò)延遲、智能合約漏洞和 51% 攻擊等問題阻礙了區(qū)塊鏈交易的最終確定性。

當(dāng)區(qū)塊鏈分裂成多條路徑時(shí)，就會發(fā)生分叉，產(chǎn)生不同版本的交易歷史記錄。 共識方法受到了這種分歧的考驗(yàn)，這使得確定哪個(gè)版本是合法的變得具有挑戰(zhàn)性。

例如，硬分叉可能是由于社區(qū)或開發(fā)人員之間對協(xié)議更新的分歧造成的。 在問題得到解決之前，不同派系可能會繼續(xù)支持 PoW 區(qū)塊鏈，從而導(dǎo)致缺乏最終性。

網(wǎng)絡(luò)延遲或節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)通信的延遲使問題變得更加復(fù)雜。 緩慢的網(wǎng)絡(luò)連接可能會延遲交易信息在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的傳播，從而導(dǎo)致交易順序和驗(yàn)證錯(cuò)誤。

此外，智能合約的漏洞可能會導(dǎo)致意外行為，讓不良行為者利用它并逆轉(zhuǎn)交易。 同樣，在 PoW 區(qū)塊鏈中擁有超過 50% 網(wǎng)絡(luò)挖礦能力的實(shí)體可能會改變區(qū)塊鏈的歷史并逆轉(zhuǎn)交易。 這破壞了最終性和安全性。

由于這些擔(dān)憂，區(qū)塊鏈的完整性受到損害，開發(fā)人員需要實(shí)施強(qiáng)大的共識算法和有效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以減少分叉和延遲問題并保證交易的及時(shí)和安全的最終性。

五、增強(qiáng)最終性的技術(shù)和共識算法

更長的確認(rèn)期、多重驗(yàn)證和尖端安全算法，例如 Algorand 的 Pure PoS、委托 PoS (DPoS) 和 HoneyBadgerBFT，可能有助于增強(qiáng)區(qū)塊鏈的最終確定性。

一種方法涉及更長的確認(rèn)時(shí)間，允許在交易被視為最終交易之前進(jìn)行更多的驗(yàn)證。 通過延長達(dá)成共識所需的時(shí)間，交易的有效性被確認(rèn)并變得不可逆轉(zhuǎn)的可能性會大大增加。

此外，使用多重確認(rèn)技術(shù)（交易由多個(gè)節(jié)點(diǎn)或驗(yàn)證器檢查）提供了額外的安全層，確保更廣泛的共識并降低錯(cuò)誤或惡意攻擊的可能性。

此外，Algorand 的 Pure PoS、DPoS 和 HoneyBadgerBFT 等創(chuàng)新共識算法已經(jīng)改變了行業(yè)。 Algorand 使用 PoS 方法結(jié)合拜占庭協(xié)議來確保交易具有快速且不可逆轉(zhuǎn)的最終確定性。

通過實(shí)施基于信譽(yù)的系統(tǒng)，由一小群受信任的代表驗(yàn)證交易，DPoS 提高了網(wǎng)絡(luò)的有效性和最終性。 同樣，HoneyBadgerBFT 算法通過實(shí)現(xiàn)異步拜占庭共識，即使在存在惡意節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)延遲的情況下也可以提高最終性和安全性。

六、實(shí)現(xiàn)更快、更可靠的最終結(jié)果的未來趨勢和發(fā)展

從本質(zhì)上講，為了在未來實(shí)現(xiàn)更快、更可靠的最終結(jié)果，需要采用結(jié)合不同共識技術(shù)、尖端加密和改進(jìn)的互操作性的多學(xué)科策略。

混合共識模型的曝光就是這樣的趨勢之一。 這些混合共識算法通過結(jié)合各種共識算法的優(yōu)點(diǎn)，努力提高可擴(kuò)展性和性能，同時(shí)保持強(qiáng)大的安全性。 項(xiàng)目一直在嘗試結(jié)合 PoS 方法，因?yàn)樗鼈儽?PoW 技術(shù)消耗的能源少得多，并且可以加快確認(rèn)時(shí)間。

此外，人們對零知識 (ZK) 證明等先進(jìn)加密方法和分片等創(chuàng)新技術(shù)越來越感興趣。 零知識證明使各方能夠在不泄露私人信息的情況下驗(yàn)證交易，從而提高效率和隱私。 分片是一種將區(qū)塊鏈劃分為更小、更易于管理的部分的方法，可以減輕節(jié)點(diǎn)的計(jì)算負(fù)擔(dān)并加快交易處理速度。

量子計(jì)算的發(fā)展可能會使現(xiàn)有的加密技術(shù)變得過時(shí)，從而需要?jiǎng)?chuàng)建抗量子算法。 為了在面對量子威脅時(shí)保持交易的安全性和最終性，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)正在積極研究抗量子密碼解決方案。

另一個(gè)關(guān)注領(lǐng)域是不同的區(qū)塊鏈如何相互交互。 通過使用 Polkadot 和 Cosmos 等協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)之間的交易可以快速、無縫地完成。 這種互操作性提高了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的整體有效性，從而實(shí)現(xiàn)更快、更值得信賴的最終結(jié)果。