什么是区块链的最终性 为什么它很重要？

作者：Dilip Kumar Patairya，Cointelegraph；编译：松雪，金色财经

一、了解区块链的最终性

在传统的金融系统中，交易一旦确认，就无法撤消。 同样，在区块链网络上实现最终确定性可确保交易是永久性的，并且在添加到区块链后无法修改。 为了保证区块链的安全和真实，这个概念至关重要。

最终性是通过区块链网络使用共识来实现的。 不同的区块链网络采用不同的共识算法，每种算法都有独特的方法来验证交易并确保最终性，例如工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）或实用的拜占庭容错。

二、区块链中的最终性类型

区块链中的最终性可以是概率性的、经济性的、即时的、无条件的或与区块链的整个状态相关的。

在区块链上，有多种类型的最终性，每种类型都描述了交易和区块的不同程度的确定性和不可逆性。 区块链上主要的最终性类型如下：

概率最终性

在大多数区块链系统中，最终确定性都是概率性的，尤其是那些采用 PoW 共识的系统，比如比特币。 当已确认的交易包含在区块中后，将区块放置在已确认的交易之上时，逆转交易的可能性会呈指数级下降。

经济最终性

经济最终性概念通常与 PoS 系统相关。 从经济最终性的角度来看，一项交易被认为是最终的，如果试图撤销，它将在财务上变得不可行。在 PoS 中，验证者或节点需要提供一定数量的加密货币作为抵押品。 如果他们批准虚假交易，他们就会面临失去质押的风险，从而使恶意行为在经济上变得不合理。

即时确定性

Ripple 网络提供近乎即时的最终确定性，确保交易一旦记录在账本上，就会立即得到确认且不可逆转。 交易由 150 个验证者验证。 这些验证者有可能在 Ripple 的唯一节点列表中赢得一席之地，该列表由 35 个验证者组成。

无条件确定性

交易一经确认，即被视为完全、无条件的最终交易。 在任何情况下，交易都不会被撤销。 实现无条件的最终确定性可能很困难，并且经常需要高度集中或独特的共识方法。

状态确定性

在某些区块链系统中，最终性是指区块链的完整状态，而不仅仅是交易。 状态转换（区块链状态的变化，例如交易或智能合约的执行）一旦完成就无法修改或逆转。 对于像智能合约这样的应用程序，整个应用程序状态的准确性至关重要，实现状态最终性至关重要。

三、为什么最终性在区块链中很重要

区块链的最终性为交易的有效性和持久性提供了必要的保证，使其成为该技术可靠性和功能性的基本概念。

最终性为系统提供了高度的安全性和信任，确保交易一旦确认，就无法更改或逆转。 通过验证交易是否合法并记录在区块链上，最终性可以防止双花问题，即同一数字资产可以多次使用。

例如，如果某人拥有一枚比特币（BTC）并试图通过两次单独的交易将其传输给两个不同的接收者，则可能会发生双花。 通过保证最终性，区块链技术可以防止这种情况发生。 一旦交易被确认并记录在区块链上，数字资产就被视为已用完，不能用于任何进一步的交易。

在智能合约的背景下，最终性至关重要。 买卖双方之间协议的细节直接嵌入智能合约中，智能合约是自动执行的代码。 最终性保证了这些合约的结果是确定性的且不可改变的。

此外，最终性是去中心化应用程序 (DApp) 确保其活动安全且值得信赖。 最终性确保这些应用程序中做出的决策和交易是不可更改和不可逆转的。 此外，区块链通过使交易最终化来建立网络用户和成员之间的信任。 通过知道交易是不可逆转的，用户对系统的信任度会增加。

四、实现区块链最终确定性的挑战

分叉、网络延迟、智能合约漏洞和 51% 攻击等问题阻碍了区块链交易的最终确定性。

当区块链分裂成多条路径时，就会发生分叉，产生不同版本的交易历史记录。 共识方法受到了这种分歧的考验，这使得确定哪个版本是合法的变得具有挑战性。

例如，硬分叉可能是由于社区或开发人员之间对协议更新的分歧造成的。 在问题得到解决之前，不同派系可能会继续支持 PoW 区块链，从而导致缺乏最终性。

网络延迟或节点之间数据通信的延迟使问题变得更加复杂。 缓慢的网络连接可能会延迟交易信息在区块链网络上的传播，从而导致交易顺序和验证错误。

此外，智能合约的漏洞可能会导致意外行为，让不良行为者利用它并逆转交易。 同样，在 PoW 区块链中拥有超过 50% 网络挖矿能力的实体可能会改变区块链的历史并逆转交易。 这破坏了最终性和安全性。

由于这些担忧，区块链的完整性受到损害，开发人员需要实施强大的共识算法和有效的网络协议，以减少分叉和延迟问题并保证交易的及时和安全的最终性。

五、增强最终性的技术和共识算法

更长的确认期、多重验证和尖端安全算法，例如 Algorand 的 Pure PoS、委托 PoS (DPoS) 和 HoneyBadgerBFT，可能有助于增强区块链的最终确定性。

一种方法涉及更长的确认时间，允许在交易被视为最终交易之前进行更多的验证。 通过延长达成共识所需的时间，交易的有效性被确认并变得不可逆转的可能性会大大增加。

此外，使用多重确认技术（交易由多个节点或验证器检查）提供了额外的安全层，确保更广泛的共识并降低错误或恶意攻击的可能性。

此外，Algorand 的 Pure PoS、DPoS 和 HoneyBadgerBFT 等创新共识算法已经改变了行业。 Algorand 使用 PoS 方法结合拜占庭协议来确保交易具有快速且不可逆转的最终确定性。

通过实施基于信誉的系统，由一小群受信任的代表验证交易，DPoS 提高了网络的有效性和最终性。 同样，HoneyBadgerBFT 算法通过实现异步拜占庭共识，即使在存在恶意节点或网络延迟的情况下也可以提高最终性和安全性。

六、实现更快、更可靠的最终结果的未来趋势和发展

从本质上讲，为了在未来实现更快、更可靠的最终结果，需要采用结合不同共识技术、尖端加密和改进的互操作性的多学科策略。

混合共识模型的曝光就是这样的趋势之一。 这些混合共识算法通过结合各种共识算法的优点，努力提高可扩展性和性能，同时保持强大的安全性。 项目一直在尝试结合 PoS 方法，因为它们比 PoW 技术消耗的能源少得多，并且可以加快确认时间。

此外，人们对零知识 (ZK) 证明等先进加密方法和分片等创新技术越来越感兴趣。 零知识证明使各方能够在不泄露私人信息的情况下验证交易，从而提高效率和隐私。 分片是一种将区块链划分为更小、更易于管理的部分的方法，可以减轻节点的计算负担并加快交易处理速度。

量子计算的发展可能会使现有的加密技术变得过时，从而需要创建抗量子算法。 为了在面对量子威胁时保持交易的安全性和最终性，区块链网络正在积极研究抗量子密码解决方案。

另一个关注领域是不同的区块链如何相互交互。 通过使用 Polkadot 和 Cosmos 等协议，网络之间的交易可以快速、无缝地完成。 这种互操作性提高了区块链系统的整体有效性，从而实现更快、更值得信赖的最终结果。