確率的最終性と絶対的最終性の違いは何ですか?

ブロックチェーン システムのファイナリティを理解する

ファイナリティとは、ブロックチェーン上のトランザクションが取り消し不能になり、永久に決済されたものとして受け入れられる時点を指します。この概念は、分散ネットワーク全体で信頼、セキュリティ、一貫性を確保するために重要です。さまざまなコンセンサス メカニズムが異なる方法でファイナリティを実装しており、主に確率的ファイナリティと絶対的ファイナリティの 2 つのタイプに分類されます。それぞれのアプローチは、記録されたトランザクションが変更されたり取り消されたりしないことを参加者がどの程度自信を持って想定できるかを反映しています。

確率的ファイナリティの説明

確率的ファイナリティは通常、Bitcoin のようなプルーフ オブ ワーク (PoW) ブロックチェーンに関連付けられています。このモデルでは、トランザクションの上に追加されるブロックが増えるにつれて、トランザクションが取り消される可能性は指数関数的に減少します。ただし、トランザクションが最終的なものであるという 100% の保証はありません。

1. トランザクションは、ブロックが追加されて確認されるため、時間の経過とともに信頼性が高まります。
2. トランザクションがブロックチェーン内に深く埋め込まれるほど、元に戻される可能性は低くなります。
3. トランザクションを元に戻すには、攻撃者がネットワークの計算能力の 50% 以上を制御する必要があり、これは 51% 攻撃として知られています。
4. このような攻撃は理論的には可能ですが、チェーンが長くなると、ますます非現実的になります。
5. ユーザーは通常、トランザクションが安全であると判断する前に、複数回の確認 (Bitcoin では 6 回の場合が多い) を待ちます。

絶対的なファイナリティの定義

絶対的なファイナリティは、Tendermint や Ethereum の Casper FFG で使用されているものなど、特定のプルーフ オブ ステーク (PoS) およびビザンチン フォールト トレラント (BFT) スタイルのコンセンサス プロトコルの特徴です。ブロックが完了すると、通常の動作条件では、たとえ相当な計算能力があっても、元に戻すことはできません。

1. ファイナリティは、圧倒的多数のバリデーターによる暗号化へのコミットメントによって達成されます。
2. ファイナライズされたブロックに含まれるトランザクションは、永続的に決済されたとみなされます。
3. チェーンをいくら増やしても、プロトコル ルールを破らずに最終的なブロックをオーバーライドすることはできません。
4. このモデルにより、確率的システムと比較して決済時間がより速く、より予測可能になります。
5. 絶対的なファイナリティを備えたネットワークには、競合するブロックに署名しようとするバリデーターにペナルティを与えるためのスラッシュ条件が組み込まれていることがよくあります。

ネットワーク設計とユーザーエクスペリエンスへの影響

確率的か絶対的な最終性のどちらを選択するかは、ブロックチェーンのパフォーマンス、セキュリティの前提条件、アプリケーション開発に広範囲に影響します。

1. 確率的なファイナリティを持つブロックチェーンは、迅速な決済の保証よりも分散化と検閲への耐性を優先する傾向があります。
2. 絶対的なファイナリティはより強力な一貫性をサポートし、金融インフラストラクチャやクロスチェーン通信に適しています。
3. 確率モデルでは一時的なフォークが発生する可能性があり、ノードは最長チェーンまたは最も重いチェーンのルールに基づいて競合を解決する必要があります。
4. 即時ファイナリティを備えたシステムは、二重支出のリスクを軽減し、オフチェーン サービスとのより緊密な統合を可能にします。
5. このトレードオフには、多くの場合、調整オーバーヘッドの増加と、ネットワーク分割時の潜在的な活性化の問題が伴います。

よくある質問

確率的に最終的なシステムで必要な確認の数は何によって決まるのでしょうか?必要な確認の数は、ブロックチェーンのブロック時間、ハッシュ レートの分布、トランザクションの価値によって異なります。通常、より高額な送金では、反転リスクを最小限に抑えるためにより多くの確認が必要になります。

ブロックチェーンは確率的なものから絶対的な最終的なものに切り替えることができますか?はい、一部のネットワークはアップグレードを通じて移行しました。たとえば、イーサリアムは、マージ後、PoW に基づく確率的なファイナリティから、ビーコン チェーンと Casper FFG を介して絶対的なファイナリティを組み込むことに移行しました。

絶対的なファイナリティにより、トランザクションのロールバックのリスクがすべて排除されますか?通常のプロトコル動作では、はい。ただし、調整されたバリデーターの共謀や重大なソフトウェアのバグなどの極端な場合には、ソーシャル介入やハードフォークによってトランザクションが取り消される可能性がありますが、これは技術的な最終性の保証の範囲外です。

ブリッジ プロトコルはファイナリティ モデルの違いをどのように処理しますか?クロスチェーンブリッジでは、待機期間を課したり、Oracle システムを使用してソースチェーンのファイナリティしきい値を監視したりすることがよくあります。たとえば、Bitcoin 件のデポジットを受け入れるブリッジは 6 つの確認を強制することができますが、コスモス ゾーンに接続するブリッジは BFT ファイナリティに達した直後に動作する可能性があります。