Wie erreicht eine Blockchain probabilistische Endgültigkeit im Vergleich zur absoluten Endgültigkeit?

Endgültigkeit in Blockchain-Systemen verstehen

Endgültigkeit bezieht sich auf den Punkt, an dem eine Transaktion auf einer Blockchain irreversibel wird und im gesamten Netzwerk als gültig akzeptiert wird. Verschiedene Konsensmechanismen implementieren Endgültigkeit auf unterschiedliche Weise, vor allem in probabilistische und absolute Endgültigkeit. Diese Modelle beeinflussen, wie schnell Transaktionen bestätigt werden und wie sicher sie gegen mögliche Rückabwicklungen sind.

Probabilistische Endgültigkeit erklärt

1. In Blockchains, die probabilistische Endgültigkeit verwenden, beispielsweise solche, die auf Proof-of-Work (PoW) basieren, gewinnen Transaktionen mit der Zeit an Vertrauen, es ist jedoch nie zu 100 % garantiert, dass sie irreversibel sind.

2. Je tiefer eine Transaktion unter nachfolgenden Blöcken vergraben ist, desto rechenintensiver wird es, sie zu ändern oder rückgängig zu machen, was ihre wahrgenommene Endgültigkeit erhöht.
3. Beispielsweise gelten in Bitcoin sechs Bestätigungen allgemein als sicher, da die Umkehrung so vieler Blöcke erfordern würde, dass ein Angreifer mehr als 50 % der Hash-Leistung des Netzwerks kontrolliert.
4. Dieses Modell geht davon aus, dass ehrliche Knoten das Netzwerk dominieren; Daher nimmt die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Angriffs mit jedem neuen hinzugefügten Block exponentiell ab.
5. Die Sicherheit ist hier eher statistisch als deterministisch – die Endgültigkeit wird mit der Zeit stärker, bleibt aber unter extremen kontradiktorischen Bedingungen theoretisch reversibel.

Absolute Endgültigkeit und ihre Mechanismen

1. Blockchains, die Konsensalgorithmen wie Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) oder Varianten verwenden, die in Proof-of-Stake (PoS)-Systemen verwendet werden, erreichen oft absolute Endgültigkeit.

2. Sobald ein Block von einer großen Mehrheit der Validatoren – normalerweise zwei Drittel plus eins – finalisiert wurde, kann er nicht mehr rückgängig gemacht werden, es sei denn, es gibt einen Hard Fork.
3. Mit dem Übergang von Ethereum zu PoS wurde ein Mechanismus eingeführt, bei dem Prüfpunkte von Validatoren abgestimmt werden. Sobald ein Prüfpunkt sowohl begründet als auch abgeschlossen ist, wird er dauerhaft festgelegt.
4. Im Gegensatz zu probabilistischen Modellen liefert die absolute Endgültigkeit einen kryptografischen Beweis dafür, dass ein Block nicht zurückgesetzt wird, sofern kein katastrophaler Fehler im Validatorsatz vorliegt.
5. Dieses deterministische Ergebnis verringert die Unsicherheit bei Transaktionen mit hohem Wert und ermöglicht eine schnellere, vertrauenswürdige Abwicklung zwischen den Parteien.

Kompromisse zwischen den beiden Modellen

1. Die probabilistische Endgültigkeit begünstigt Dezentralisierung und offene Teilnahme und ist daher ideal für erlaubnislose Netzwerke, in denen jeder schürfen oder validieren kann.

2. Absolute Endgültigkeit verbessert die Vorhersehbarkeit und beschleunigt die Bestätigungszeiten, was Anwendungen zugute kommt, die sofortige Sicherheit erfordern, wie z. B. dezentrale Börsen oder Cross-Chain-Brücken.
3. Um absolute Endgültigkeit zu erreichen, ist jedoch möglicherweise eine strengere Koordinierung zwischen den Validatoren erforderlich, was möglicherweise das Risiko einer Zentralisierung erhöht, wenn es zu einer Konzentration der Anteile kommt.
4. Netzwerke mit probabilistischer Endgültigkeit tendieren dazu, Zensurresistenz und langfristige Sicherheit gegenüber unmittelbaren Endgültigkeitsgarantien zu priorisieren.
5. Die Wahl zwischen diesen Modellen spiegelt einen grundlegenden Design-Kompromiss zwischen Lebendigkeit, Sicherheit und Dezentralisierung in verteilten Systemen wider.

Häufig gestellte Fragen

Was bestimmt, wann eine Transaktion in einer PoW-Blockchain als endgültig gilt? Es kommt auf die Anzahl der Bestätigungen an. Jeder zusätzliche Block, der über dem Block abgebaut wird, der die Transaktion enthält, erhöht die Schwierigkeit der Umkehrung. Die meisten Dienste akzeptieren sechs Bestätigungen als ausreichend für Überweisungen mit hohem Betrag.

Kann eine endgültige Sperre in einem PoS-System jemals rückgängig gemacht werden? Nur durch eine durch Community-Intervention initiierte Hard Fork. Sobald ein Block im Normalbetrieb durch einen Validator-Konsens finalisiert wurde, ist er kryptografisch gesperrt und kann nicht geändert werden, ohne gegen die Protokollregeln zu verstoßen.

Warum bevorzugen einige DeFi-Plattformen Blockchains mit absoluter Endgültigkeit? Denn sie erfordern sofortige Gewissheit über die Transaktionsergebnisse. Verzögerungen oder Neuorganisationen in Wahrscheinlichkeitssystemen könnten zu Arbitrage-Exploits, fehlgeschlagenen Smart-Contract-Ausführungen oder Geldverlusten aufgrund von Wettlaufbedingungen führen.

Macht die probabilistische Endgültigkeit Bitcoin weniger sicher als PoS-Ketten mit sofortiger Endgültigkeit? Nicht unbedingt. Während die Endgültigkeit langsamer ist, macht die umfangreiche Hash-Leistung von Bitcoin eine Umkehrung nach mehreren Bestätigungen praktisch unmöglich. Sicherheit beruht eher auf wirtschaftlichen Kosten als auf einer algorithmischen Garantie und bietet robusten Schutz in einem dezentralen Kontext.