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【Web3.0】区块链中的最终性是什么?为什么它很重要?

【Web3.0】区块链中的最终性是什么?为什么它很重要? 七元宇宙
2025-02-03
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导读:理解区块链的最终性.区块链最终确定机制的类型.流行区块链网络中的最终性.最终性的挑战和局限性.传统系统与区块链最终性的比较.区块链最终性的未来

页面内容

1.理解区块链的最终性
2.区块链最终确定机制的类型
3.流行区块链网络中的最终性
4.最终性的挑战和局限性
5.传统系统与区块链最终性的比较
6.区块链最终性的未来



理解区块链的最终性




区块链中的最终性意味着交易达到永久且不可逆转的程度。一旦交易达到最终性,它就会被锁定,无法更改或撤销。这对于维护区块链系统的信任至关重要,因为它可以保证交易安全且记录不可更改。

将区块链的最终性想象成湿水泥。当你第一次浇注水泥时,你仍然可以进行更改——移动它、塑造它,甚至抹去脚印。但一旦它变硬,它就一成不变了,没有人可以改变它。同样,区块链交易在确认过程中以“湿水泥”开始。一旦网络达成共识并实现最终性,该交易就会“变硬”,成为永久的、不可更改的。

最终性有两种主要类型:交易最终性和状态最终性。交易最终性是指特定交易得到确认且无法逆转的时刻。例如,在比特币上,交易通常在六次确认后被视为最终交易——即在链中添加六个新区块。

另一方面,状态最终性关注整个区块链状态,确保系统的每个部分都反映商定的状态,这对于智能合约和去中心化应用程序(DApps)至关重要。

你知道吗?得益于 Twin-Turbo 共识机制,Sei Network 的交易最终确认时间是最快的之一,不到 400 毫秒即可完成。相比之下,比特币的最终确认时间是最慢的之一,由于其设计和区块确认流程,交易通常在约 60 分钟后才被视为最终确认。



区块链最终确定机制的类型




区块链最终性机制决定了交易如何以及何时被视为永久的。这些机制因所使用的共识协议而异。 

以下是最常见类型的细分:

概率最终性

概率最终性在比特币等工作量证明 (PoW) 系统中很常见。在这些网络中,随着更多区块添加到链中,交易变得越来越安全。每个新区块都会增强先前交易的有效性,使某人重写区块链历史的难度成倍增加。

想象一下用砖块堆砌一堵墙。随着每增加一块砖,如果不拆除整个结构,就很难移除或改变下面的砖块。同样,在 PoW 系统中,最终性不是即时的,而是随着时间的推移变得更加确定,通常在六次确认之后。

确定性最终性

确定性终结性存在于使用拜占庭容错 (BFT) 算法的系统中,例如 Tendermint 或 Ripple。一旦网络节点达成共识,这些网络中的交易就会立即完成。无需等待 — 一旦达成共识,交易就不可逆转。

想象一下按下核反应堆仪表板上的 SCRAM 按钮。决策在做出的那一刻就明确且最终确定,没有任何不确定性。这使得确定性终结更快、更高效,尤其是对于需要即时确认的应用程序而言。

经济终结性

经济终结性是权益证明 (PoS) 系统的一个关键特征,其中验证者将加密货币锁定为抵押品(称为质押)。如果他们试图作弊或破坏网络,他们将失去质押。这种财务风险确保诚实参与,因为破坏系统在经济上是不合理的。

在以太坊(合并后)等 PoS 系统中,当三分之二的验证者同意检查点(即标记链进度的区块)时,即可实现最终性。一旦发生这种情况,检查点和所有先前的区块都将最终确定,并且无法逆转,否则验证者将蒙受巨大的经济损失。

打个比方,一旦验证者同意并且“混凝土”凝固,就无法改变地基。试图撤销它需要破坏坚固的结构,这既昂贵又不切实际。



流行区块链网络中的最终性



不同的区块链通过独特的机制实现交易最终性:比特币使用概率最终性,而以太坊、Ripple、Solana、Polkadot、Avalanche 和 Cardano 采用各种确定性方法实现安全有效的确认。

以下是更多细节:

  • 比特币:利用概率最终性,交易在六次确认后是安全的。
  • 以太坊:通过 PoS 实现经济最终性,一旦三分之二的验证者同意即可确定检查点。
  • Ripple:使用其共识算法确保近乎即时的确认,从而实现确定性的最终性。
  • Solana:采用确定性终结性,结合 PoS 和历史证明 (PoH)实现快速、安全的交易。
  • Polkadot:使用其GRANDPA 机制的确定性最终性来实现即时块最终确定。
  • Avalanche:通过其协议提供确定性的最终性,在不到一秒的时间内完成交易。
  • Cardano:通过其Ouroboros PoS 系统实现确定性最终性以确保交易的安全。

您可能已经注意到,确定性最终性脱颖而出,成为最受欢迎的选择。原因很容易理解:交易一旦确认,就会立即永久生效且不可逆转。这意味着无需等待额外的确认,从而使系统更安全、更易于使用。

因此,拥有支持高级共识机制技术的新区块链通常会选择确定性终结性。它非常适合快速、可靠的网络。



最终性的挑战和局限性




实现具有确定性终结性的超高效区块链的旅程并非易事。分叉、延迟和安全风险迫使开发人员重新思考如何实现终结性。即使现在,它也不是完美的。这些挑战不断推动创新,推动区块链技术向前发展。

分叉和链重组

分叉(例如比特币中的分叉)将区块链分裂为相互竞争的版本,在选定一条链之前会产生不确定性。这会减慢最终性并削弱信任。为了解决这个问题,较新的区块链倾向于确定性最终性,即在达成共识后立即锁定区块。

例如,Polkadot 的 GRANDPA 共识使得在最终确定后无法分叉。但确定性系统并非完美无缺——它们需要同步网络,并且可能容易受到验证者勾结或治理弱点的影响。

网络延迟

节点之间的通信缓慢可能会拖延达成共识,尤其是在概率或经济最终性系统中。这就是为什么像 Solana 这样的区块链使用历史证明 (PoH) 的原因,它可以有效地对交易进行排序,从而减少延迟并加快最终性。

然而,即使是确定性系统在流量大时也会遇到困难。延迟会成为性能瓶颈,这表明更快的解决方案并不总是能顺利扩展。

51% 攻击

在工作量证明系统中,任何控制 51% 网络挖矿能力的人都可以重写交易历史。这种风险促使许多区块链走向 PoS 和经济终结性。 

像以太坊 2.0 这样的系统会对不诚实的验证者进行经济处罚,使得攻击的成本过于昂贵。

你知道吗?2018 年 5 月,比特币的分叉币比特币黄金遭受了重大的 51% 攻击,攻击者控制了网络的大部分挖矿算力。这使他们能够双花大约 388,000 BTG,当时价值约 1800 万美元。

确定性终结性通过即时完成交易来降低这种风险,但它仍然依赖于经济激励。如果没有强有力的治理,不良行为者仍然可能破坏系统。

为什么即使确定性的最终性也还不够

确定性终结性解决了很多问题,但这并不是最终答案。可扩展性、网络拥塞和跨链交互都带来了新的障碍。随着区块链之间的互联性越来越强,跨链通信协议和更好的共识算法等创新正在塑造终结性的下一阶段。

对完美结局的探索仍在继续,每前进一步都会遇到新的挑战。

你知道吗?区块链最终性的挑战延伸到了监管领域。例如,欧盟《通用数据保护条例》的“被遗忘权”等数据保护法与区块链的不可篡改性相冲突,这使得更改或删除记录的数据几乎不可能。



传统系统与区块链最终性的比较




传统系统依赖于集中控制,而区块链通过去中心化确保永久的、无需信任的交易。

传统金融系统

在传统金融中,银行或清算所等中心化机构负责确认交易。如果出现问题,这些机构有时可以撤销交易,这不仅提供了安全保障,也带来了潜在的延迟和不确定性。

区块链系统

区块链技术的运作方式有所不同。它使用去中心化的共识机制来验证交易,旨在实现不变性。一旦交易在区块链上得到确认,它就被设计为永久的和防篡改的,从而无需中央中介机构。



区块链最终性的未来




区块链最终性正在随着以太坊的单槽最终性、第 2 层解决方案和跨链协议等创新而不断发展,为更快、可扩展和可互操作的网络铺平了道路。

正如您所探索的,区块链最终性已经取得了长足的进步,但仍有工作要做。以太坊追求单时隙最终性等进步旨在在单个时间段内完成区块,从而提高交易速度和安全性。

正在开发第 2 层解决方案,例如乐观汇总和零知识汇总,以提高可扩展性并减少最终时间,从而实现更高效的交易处理。

此外,确保不同区块链网络之间的互操作性对于无缝交互至关重要,研究重点是跨链通信协议,以促进这种集成。 

简而言之,你已经取得了重大进展,但区块链最终性的未来仍有许多工作要做。


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