什么是區塊鏈的最終性 為什么它很重要？

作者：Dilip Kumar Patairya，Cointelegraph；編譯：松雪，金色財經

一、了解區塊鏈的最終性

在傳統的金融系統中，交易一旦確認，就無法撤消。 同樣，在區塊鏈網絡上實現最終確定性可確保交易是永久性的，並且在添加到區塊鏈後無法修改。 為了保證區塊鏈的安全和真實，這個概念至關重要。

最終性是通過區塊鏈網絡使用共識來實現的。 不同的區塊鏈網絡採用不同的共識算法，每種算法都有獨特的方法來驗證交易並確保最終性，例如工作量證明（PoW）、權益證明（PoS）或實用的拜佔庭容錯。

二、區塊鏈中的最終性類型

區塊鏈中的最終性可以是概率性的、經濟性的、即時的、無條件的或與區塊鏈的整個狀態相關的。

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

概率最終性

在大多數區塊鏈系統中，最終確定性都是概率性的，尤其是那些採用 PoW 共識的系統，比如比特幣。 當已確認的交易包含在區塊中後，將區塊放置在已確認的交易之上時，逆轉交易的可能性會呈指數級下降。

經濟最終性

經濟最終性概念通常與 PoS 系統相關。 從經濟最終性的角度來看，一項交易被認為是最終的，如果試圖撤銷，它將在財務上變得不可行。在 PoS 中，驗證者或節點需要提供一定數量的加密貨幣作為抵押品。 如果他們批准虛假交易，他們就會面臨失去質押的風險，從而使惡意行為在經濟上變得不合理。

即時確定性

Ripple 網絡提供近乎即時的最終確定性，確保交易一旦記錄在账本上，就會立即得到確認且不可逆轉。 交易由 150 個驗證者驗證。 這些驗證者有可能在 Ripple 的唯一節點列表中贏得一席之地，該列表由 35 個驗證者組成。

無條件確定性

交易一經確認，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。 實現無條件的最終確定性可能很困難，並且經常需要高度集中或獨特的共識方法。

狀態確定性

在某些區塊鏈系統中，最終性是指區塊鏈的完整狀態，而不僅僅是交易。 狀態轉換（區塊鏈狀態的變化，例如交易或智能合約的執行）一旦完成就無法修改或逆轉。 對於像智能合約這樣的應用程序，整個應用程序狀態的准確性至關重要，實現狀態最終性至關重要。

三、為什么最終性在區塊鏈中很重要

區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，使其成為該技術可靠性和功能性的基本概念。

最終性為系統提供了高度的安全性和信任，確保交易一旦確認，就無法更改或逆轉。 通過驗證交易是否合法並記錄在區塊鏈上，最終性可以防止雙花問題，即同一數字資產可以多次使用。

例如，如果某人擁有一枚比特幣（BTC）並試圖通過兩次單獨的交易將其傳輸給兩個不同的接收者，則可能會發生雙花。 通過保證最終性，區塊鏈技術可以防止這種情況發生。 一旦交易被確認並記錄在區塊鏈上，數字資產就被視為已用完，不能用於任何進一步的交易。

在智能合約的背景下，最終性至關重要。 买賣雙方之間協議的細節直接嵌入智能合約中，智能合約是自動執行的代碼。 最終性保證了這些合約的結果是確定性的且不可改變的。

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

四、實現區塊鏈最終確定性的挑战

分叉、網絡延遲、智能合約漏洞和 51% 攻擊等問題阻礙了區塊鏈交易的最終確定性。

當區塊鏈分裂成多條路徑時，就會發生分叉，產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，這使得確定哪個版本是合法的變得具有挑战性。

例如，硬分叉可能是由於社區或开發人員之間對協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支持 PoW 區塊鏈，從而導致缺乏最終性。

網絡延遲或節點之間數據通信的延遲使問題變得更加復雜。 緩慢的網絡連接可能會延遲交易信息在區塊鏈網絡上的傳播，從而導致交易順序和驗證錯誤。

此外，智能合約的漏洞可能會導致意外行為，讓不良行為者利用它並逆轉交易。 同樣，在 PoW 區塊鏈中擁有超過 50% 網絡挖礦能力的實體可能會改變區塊鏈的歷史並逆轉交易。 這破壞了最終性和安全性。

由於這些擔憂，區塊鏈的完整性受到損害，开發人員需要實施強大的共識算法和有效的網絡協議，以減少分叉和延遲問題並保證交易的及時和安全的最終性。

五、增強最終性的技術和共識算法

更長的確認期、多重驗證和尖端安全算法，例如 Algorand 的 Pure PoS、委托 PoS (DPoS) 和 HoneyBadgerBFT，可能有助於增強區塊鏈的最終確定性。

一種方法涉及更長的確認時間，允許在交易被視為最終交易之前進行更多的驗證。 通過延長達成共識所需的時間，交易的有效性被確認並變得不可逆轉的可能性會大大增加。

此外，使用多重確認技術（交易由多個節點或驗證器檢查）提供了額外的安全層，確保更廣泛的共識並降低錯誤或惡意攻擊的可能性。

此外，Algorand 的 Pure PoS、DPoS 和 HoneyBadgerBFT 等創新共識算法已經改變了行業。 Algorand 使用 PoS 方法結合拜佔庭協議來確保交易具有快速且不可逆轉的最終確定性。

通過實施基於信譽的系統，由一小群受信任的代表驗證交易，DPoS 提高了網絡的有效性和最終性。 同樣，HoneyBadgerBFT 算法通過實現異步拜佔庭共識，即使在存在惡意節點或網絡延遲的情況下也可以提高最終性和安全性。

六、實現更快、更可靠的最終結果的未來趨勢和發展

從本質上講，為了在未來實現更快、更可靠的最終結果，需要採用結合不同共識技術、尖端加密和改進的互操作性的多學科策略。

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合各種共識算法的優點，努力提高可擴展性和性能，同時保持強大的安全性。 項目一直在嘗試結合 PoS 方法，因為它們比 PoW 技術消耗的能源少得多，並且可以加快確認時間。

此外，人們對零知識 (ZK) 證明等先進加密方法和分片等創新技術越來越感興趣。 零知識證明使各方能夠在不泄露私人信息的情況下驗證交易，從而提高效率和隱私。 分片是一種將區塊鏈劃分為更小、更易於管理的部分的方法，可以減輕節點的計算負擔並加快交易處理速度。

量子計算的發展可能會使現有的加密技術變得過時，從而需要創建抗量子算法。 為了在面對量子威脅時保持交易的安全性和最終性，區塊鏈網絡正在積極研究抗量子密碼解決方案。

另一個關注領域是不同的區塊鏈如何相互交互。 通過使用 Polkadot 和 Cosmos 等協議，網絡之間的交易可以快速、無縫地完成。 這種互操作性提高了區塊鏈系統的整體有效性，從而實現更快、更值得信賴的最終結果。

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