Mitä lopullisuus on lohkoketjussa, ja miksi sillä on merkitystä?

Lohkoketjun lopullisuuden ymmärtäminen

Lohkoketjussa lopullisuudella tarkoitetaan tapahtuman tai tapahtumalohkon muuttumatonta vahvistusta.

Perinteisissä rahoitusjärjestelmissä, kun tapahtuma on vahvistettu, sitä ei voi peruuttaa. Vastaavasti lopullisuuden saavuttaminen lohkoketjuverkossa varmistaa, että tapahtuma on pysyvä eikä sitä voida muokata sen jälkeen, kun se on lisätty lohkoketjuun. Tämä konsepti on ratkaisevan tärkeä, jotta lohkoketju olisi turvallinen ja aito.

Lopullisuus saavutetaan lohkoketjuverkoston konsensuksen käytöllä. Eri lohkoketjuverkot käyttävät erilaisia ​​konsensusalgoritmeja, joista jokaisella on ainutlaatuinen tapa validoida tapahtumia ja varmistaa lopullisuus, kuten proof-of-work (PoW), proof-of-stake (PoS) tai käytännöllinen bysanttilainen vikasietoisuus.

Lohkoketjun lopullisuuden tyypit

Lohkoketjun lopullisuus voi olla todennäköisyyttä, taloudellista, välitöntä, ehdotonta tai liittyä lohkoketjun koko tilaan.

Lohkoketjussa on erilaisia ​​​​lopullisuuden tyyppejä, joista jokainen kuvaa selkeän varmuuden ja peruuttamattomuuden asteen tapahtumien ja lohkojen suhteen. Tärkeimmät lohkoketjun lopullisuustyypit ovat seuraavat:

Todennäköisyyspohjaisuus

Lopullisuus on todennäköistä useimmissa lohkoketjujärjestelmissä, erityisesti niissä, jotka käyttävät PoW-konsensusta, kuten Bitcoin. Tapahtuman peruuttamisen todennäköisyys pienenee eksponentiaalisesti, kun vahvistetun tapahtuman päälle asetetaan lohkoja sen jälkeen, kun se on sisällytetty lohkoon.

Taloudellinen lopullisuus

Taloudellisen lopullisuuden käsite liittyy usein PoS-järjestelmiin. Kauppa katsotaan lopulliseksi taloudellisen lopullisuuden kannalta, jos sen palauttaminen olisi taloudellisesti kannattamatonta. PoS:ssa validaattoreita tai solmuja vaaditaan antamaan panos vakuudeksi, tietty määrä kryptovaluuttaa. Jos he hyväksyvät väärennetyt liiketoimet, he ovat vaarassa menettää osuutensa, jolloin on taloudellisesti järjetöntä toimia haitallisesti.

Välitön lopullisuus

Ripple-verkko tarjoaa lähes välittömän lopullisuuden varmistaen, että kun tapahtuma kirjataan kirjanpitoon, se vahvistetaan välittömästi ja peruuttamaton. Tapahtumat vahvistavat 150 validaattoria. Nämä tarkistajat voivat mahdollisesti ansaita paikan Ripplen Unique Node List -luettelossa, joka sisältää 35 tarkistajaa.

Ehdoton lopullisuus

Kun kauppa on vahvistettu, sen katsotaan olevan täysin ja ehdoitta lopullinen. Tapahtumaa ei voida missään tapauksessa peruuttaa. Ehdottoman lopullisuuden saavuttaminen voi olla vaikeaa, ja se vaatii usein voimakasta keskittämistä tai ainutlaatuista konsensusmenetelmää.

Valtion lopullisuus

Joissakin lohkoketjujärjestelmissä lopullisuus viittaa lohkoketjun täydelliseen tilaan, ei vain tapahtumiin. Tilasiirtymää (muutos lohkoketjun tilassa, kuten tapahtuma tai älykkään sopimuksen toteuttaminen) ei voi muokata tai peruuttaa sen jälkeen, kun se on valmis. Älykkäiden sopimusten kaltaisissa sovelluksissa, joissa koko sovelluksen tilan tarkkuus on elintärkeää, tilan lopullisuuden saavuttaminen on välttämätöntä.

Miksi lopullisuudella on väliä lohkoketjussa

Lohkoketjun lopullisuus tarjoaa tarvittavan varmuuden tapahtuman pätevyydestä ja pysyvyydestä, mikä tekee siitä tekniikan luotettavuuden ja toimivuuden peruskonseptin.

Lopullisuus tarjoaa korkean turvallisuustason ja luottamuksen järjestelmään, mikä varmistaa, että kun tapahtuma on vahvistettu, sitä ei voi muuttaa tai peruuttaa. Varmistamalla, että tapahtuma on laillinen ja kirjattu lohkoketjuun, lopullisuus estää kaksinkertaisen kulutuksen, jolloin samaa digitaalista omaisuutta voidaan käyttää useammin kuin kerran. 

Kaksinkertaista kulutusta voi tapahtua esimerkiksi, jos jollakulla olisi yksi Bitcoin (BTC) ja hän yrittäisi lähettää sen kahdessa erillisessä tapahtumassa kahdelle eri vastaanottimelle. Lohkoketjuteknologia estää tämän tapahtuman takaamalla lopullisuuden. Kun tapahtuma on vahvistettu ja tallennettu lohkoketjuun, digitaalinen omaisuus katsotaan käytetyksi, eikä sitä voida käyttää muissa tapahtumissa.

Lopullisuus on ratkaisevan tärkeää älykkäiden sopimusten yhteydessä. Ostajan ja myyjän välisen sopimuksen yksityiskohdat on upotettu suoraan älykkäisiin sopimuksiin, jotka ovat itsetoimivia koodeja. Lopullisuus takaa, että näiden sopimusten tulokset ovat deterministisiä ja muuttumattomia.

Lisäksi lopullisuus on se, kuinka hajautetut sovellukset (DApps) varmistavat toimintansa turvallisuuden ja luotettavuuden. Lopullisuus varmistaa, että näiden sovellusten sisällä tehdyt päätökset ja tapahtumat ovat muuttumattomia ja peruuttamattomia. Lisäksi lohkoketju kehittää luottamusta verkon käyttäjien ja jäsenten keskuudessa tekemällä transaktioista lopullisia. Käyttäjien luottamusta järjestelmää kohtaan lisää tieto, että tapahtumat ovat peruuttamattomia.

Lohkoketjun lopullisuuden saavuttamisen haasteita

Sellaiset ongelmat kuin haaroittuminen, verkon latenssi, älykkäiden sopimusten haavoittuvuudet ja 51 %:n hyökkäykset estävät blockchain-tapahtumien lopullista toteutumista.

Kun lohkoketju jakautuu useisiin polkuihin, tapahtuu haaroittumista, mikä tuottaa erilaisia ​​versioita tapahtumahistoriasta. Konsensusmenetelmä joutuu koetukselle tämän eron vuoksi, mikä tekee haastavaksi määrittää, mikä versio on laillinen ja viivästyttää lopullista.

Esimerkiksi kovat haarukat voivat johtua yhteisön tai kehittäjien välisistä erimielisyyksistä protokollapäivityksistä. Kunnes ongelma on ratkaistu, eri ryhmät saattavat jatkaa PoW-lohkoketjujen tukemista, mikä johtaa lopullisuuden puutteeseen.

Verkon latenssi eli solmujen välisen tiedonsiirron viive vaikeuttaa asioita entisestään. Hitaat verkkoyhteydet voivat aiheuttaa virheitä tapahtumajärjestykseen ja validointiin viivästyttämällä tapahtumatietojen leviämistä lohkoketjuverkon yli.

Lisäksi älykkään sopimuksen haavoittuvuus voi johtaa odottamattomaan toimintaan, jolloin huonot toimijat voivat hyödyntää sitä ja peruuttaa tapahtumia. Vastaavasti kokonaisuus, jolla on yli 50 % verkon louhintavoimasta PoW-lohkoketjussa, saattaa pystyä muuttamaan lohkoketjun historiaa ja kääntämään transaktioita. Tämä heikentää lopullisuutta ja turvallisuutta.

Näistä huolenaiheista johtuen lohkoketjun eheys vaarantuu, minkä vuoksi kehittäjien on otettava käyttöön vahvoja konsensusalgoritmeja ja tehokkaita verkkoprotokollia vähentääkseen haaroittumis- ja latenssiongelmia ja taatakseen tapahtumien oikea-aikaisen ja turvallisen lopullisuuden.

Tekniikat ja konsensusalgoritmit lopullisuuden parantamiseksi

Pidemmät vahvistusajat, useat tarkistukset ja huippuluokan suojausalgoritmit, kuten Algorand's Pure PoS, delegated PoS (DPoS) ja HoneyBadgerBFT, voivat auttaa parantamaan lohkoketjun lopullisuutta.

Yksi lähestymistapa sisältää pidemmät vahvistusajat, mikä mahdollistaa suuremman määrän vahvistuksia ennen kuin tapahtuma katsotaan lopulliseksi. Transaktion pätevyyden vahvistumisen ja peruuttamattomuuden todennäköisyys kasvaa huomattavasti, kun konsensuksen saavuttamiseen kuluva aika pidennetään.

Lisäksi useiden vahvistusten tekniikan käyttö, jossa monet solmut tai validaattorit tarkistavat tapahtumat, tarjoaa lisäsuojaustasoa, joka varmistaa laajemman konsensuksen ja vähentää virheiden tai haitallisten hyökkäysten mahdollisuutta.

Lisäksi innovatiiviset konsensusalgoritmit, kuten Algorandin Pure PoS, DPoS ja HoneyBadgerBFT, ovat muuttaneet alaa. Algorand käyttää PoS-menetelmää yhdessä bysanttilaisen sopimusprotokollan kanssa varmistaakseen tapahtumien nopean ja peruuttamattoman lopullisuuden. 

DPoS lisää verkon tehokkuutta ja lopullisuutta ottamalla käyttöön maineeseen perustuvan järjestelmän, jossa pieni joukko luotettuja edustajia vahvistaa tapahtumat. Samoin HoneyBadgerBFT-algoritmi parantaa lopullisuutta ja turvallisuutta jopa pahantahtoisten solmujen tai verkkoviiveiden esiintyessä saavuttamalla asynkronisen bysanttilaisen konsensuksen.

Tulevaisuuden trendit ja kehitys nopeamman ja luotettavamman lopullisuuden saavuttamiseksi

Pohjimmiltaan monitieteinen strategia, joka sisältää erilaisia ​​konsensustekniikoita, huippuluokan salauksen ja parannetun yhteentoimivuuden, on tarpeen nopeamman ja luotettavamman lopullisuuden saavuttamiseksi tulevaisuudessa.

Hybridikonsensusmallien paljastaminen on yksi tällainen suuntaus. Nämä hybridi-konsensusalgoritmit pyrkivät lisäämään skaalautuvuutta ja suorituskykyä säilyttäen samalla vahvan tietoturvan yhdistämällä eri konsensusalgoritmien edut. Projekteissa on kokeiltu PoS-menetelmien sisällyttämistä, koska ne kuluttavat huomattavasti vähemmän energiaa kuin PoW-tekniikat ja nopeuttavat vahvistusaikoja.

Lisäksi kiinnostus kehittyneitä kryptografisia menetelmiä, kuten ZK (zero-knowledge) -todistuksia ja innovatiivisia teknologioita, kuten sirpalointia, kohtaan kasvaa. Nollatietotodisteet parantavat tehokkuutta ja yksityisyyttä antamalla osapuolille mahdollisuuden vahvistaa tapahtumat paljastamatta yksityisiä tietoja. Sharding, menetelmä lohkoketjun jakamiseksi pienempiin, paremmin hallittaviin osiin, vähentää solmujen laskentataakkaa ja nopeuttaa tapahtumien käsittelyä.

Kvanttilaskennan kehitys voi tehdä olemassa olevista salaustekniikoista vanhentuneita, mikä edellyttää kvanttiresistenttien algoritmien luomista. Liiketoimien turvallisuuden ja lopullisuuden ylläpitämiseksi kvanttiuhkien edessä lohkoketjuverkot tutkivat aktiivisesti kvanttiresistenttejä salausratkaisuja.

Toinen painopistealue on se, miten eri lohkoketjut ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Käyttämällä protokollia, kuten Polkadot ja Cosmos, verkkojen väliset tapahtumat voidaan suorittaa nopeasti ja saumattomasti. Tämä yhteentoimivuus parantaa lohkoketjujärjestelmien yleistä tehokkuutta, mikä johtaa nopeampaan ja luotettavampaan lopullisuuteen.