ブロックチェーンの最終性は何ですか？

ブロックチェーンのコンテキストにおける最終性の概念は、トランザクションまたはブロックが不可逆的と見なされ、ブロックチェーンに永続的に記録されるポイントを指します。トランザクションが完全かつ変更不能であると信頼できる時期を決定するため、最終性はトランザクションの完全性と信頼性を確保するために重要です。さまざまなブロックチェーンネットワークが、コンセンサスメカニズムと設計哲学に応じて、さまざまな方法で最終性に近づきます。この記事では、ブロックチェーンの最終性の複雑さを掘り下げ、その重要性、さまざまなタイプ、およびさまざまなブロックチェーンプラットフォームでどのように達成されるかを調査します。

ブロックチェーンにおける最終性の重要性

Finalityは、ネットワークのセキュリティと使いやすさに直接影響するため、ブロックチェーンテクノロジーの重要なコンポーネントです。トランザクションが最終性を達成する場合、それはネットワークによって検証および受け入れられていることを意味し、変更または逆転することはできません。これは、トランザクションの完了の確実性が信頼と効率性に必要である金融取引で特に重要です。

最終性がなければ、ユーザーは、トランザクションが取り消される可能性のあるリスクが常にあるため、高価値のトランザクションのためにブロックチェーンネットワークに依存することをためらいます。したがって、財務、サプライチェーン管理など、さまざまな業界におけるブロックチェーン技術の実用的なアプリケーションには、最終性を理解し、達成することが不可欠です。

ブロックチェーンの最終性の種類

ブロックチェーンネットワークには、確率的最終性と絶対的な最終性という2つの主要な最終性があります。各タイプには独自の特性セットがあり、さまざまなブロックチェーンプラットフォームで使用されています。

確率的最終性

確率的最終性は、BitcoinやEthereumなどの仕事の証明（POW）コンセンサスメカニズムを使用するブロックチェーンで一般的に見られます（利害関係の証明への移行の前）。これらのネットワークでは、問題のトランザクションを含むブロックの上に後続のブロックを蓄積することにより、最終性が達成されます。トランザクションブロックの後に追加されるブロックが多いほど、トランザクションが変更されないままになる確率が高くなります。

たとえば、Bitcoinでは、6回の確認後にトランザクションが最終的に最終と見なされます。つまり、トランザクションを含むブロックの上に6ブロックが採掘されています。ただし、6回の確認の後でも、51％の攻撃またはその他の悪意のあるアクティビティでトランザクションを逆転させる可能性がまだわずかです（非常に少ないが）。

絶対的な最終性

一方、絶対的な最終性は、トランザクションが確認されると、いかなる状況でも変更できないことを保証します。このタイプの最終性は、多くの場合、取引の即時かつ取消不能な確認を提供するように設計された、ステークの証明（POS）またはその他のコンセンサスメカニズムを使用するブロックチェーンに関連付けられています。

たとえば、POSコンセンサスメカニズムを使用するEthereum 2.0ネットワークでは、「正当化と最終化」と呼ばれるプロセスを通じて最終性が達成されます。ブロックが完成すると、それは不変と見なされ、その中のトランザクションはブロックチェーンに永久に記録されます。

さまざまなブロックチェーンで最終性がどのように達成されるか

最終性の達成方法は、ブロックチェーンネットワークによって大きく異なる場合があります。ここでは、最も顕著なブロックチェーンのいくつかが最終性にどのように近づいているかを探ります。

Bitcoin

Bitcoinでは、その後のブロックの蓄積によって最終性が達成されます。前述のように、6回の確認後にトランザクションは通常最終と見なされます。これは、トランザクションを含むブロックの後に6つのブロックが採掘され、ブロックチェーンに追加されたことを意味します。トランザクションが逆転する確率は、追加の確認ごとに指数関数的に減少します。

• ステップ1：トランザクションはBitcoinネットワークにブロードキャストされます。
• ステップ2：マイナーはブロック内のトランザクションを含め、暗号化パズルを解き、ブロックをマイニングします。
• ステップ3：ブロックがブロックチェーンに追加され、トランザクションが最初の確認を受け取ります。
• ステップ4：追加のブロックが採掘され、ブロックチェーンに追加され、トランザクションの確認数が増加します。
• ステップ5： 6回の確認の後、トランザクションは一般に最終と見なされます。

イーサリアム（前ethereum 2.0）

Ethereum 2.0に移行する前に、 EthereumはBitcoinと同様のPowコンセンサスメカニズムを使用しました。したがって、イーサリアムの最終性も確率的でした。通常、トランザクションは12回の確認後に最終的に考慮されましたが、これは特定のユースケースと必要なセキュリティのレベルによって異なる場合があります。

• ステップ1：トランザクションがEthereum Networkに送信されます。
• ステップ2：マイナーはブロック内のトランザクションを含み、ブロックを採掘します。
• ステップ3：ブロックがEthereumブロックチェーンに追加され、トランザクションが最初の確認を受け取ります。
• ステップ4：後続のブロックが採掘され、トランザクションの確認数が増加します。
• ステップ5：12回の確認の後、トランザクションは一般に最終と見なされます。

Ethereum 2.0

Ethereum 2.0への移行により、ネットワークはPOSコンセンサスメカニズムを使用して、絶対的な最終性を提供します。 Ethereum 2.0の最終性は、「正当化と最終化」と呼ばれるプロセスを通じて達成されます。

• ステップ1：バリデーターは、ブロックを提案し、証明するために選択されます。
• ステップ2：ブロックが提案され、ブロックチェーンに追加されます。
• ステップ3：ブロックは正当化プロセスを通過し、その有効性がその有効性に投票します。
• ステップ4：バリデーターのスーパーマジョリティが同意する場合、ブロックは正当化されたと見なされます。
• ステップ5： 2つのエポック（それぞれ約6.4分）の後、正当化されたブロックが確定します。つまり、ブロックチェーンに永久に記録され、変更できません。

その他のブロックチェーンネットワーク

さまざまなブロックチェーンネットワークには、最終性を達成するための独自のアプローチがある場合があります。たとえば、 Algorandは、純粋な株式（PPOS）コンセンサスメカニズムを使用しており、トランザクションに即時の最終性を提供します。トランザクションが確認されると、最終と見なされ、逆転することはできません。

• ステップ1：トランザクションがAlgorandネットワークに提出されます。
• ステップ2：バリデーターのサブセットは、コンセンサスプロセスに参加するためにランダムに選択されます。
• ステップ3：選択されたバリデーターは、トランザクションの有効性に投票します。
• ステップ4：トランザクションが十分な数の票を受け取った場合、すぐに最終と見なされ、ブロックチェーンに追加されます。

最終性を達成する際の課題と考慮事項

最終性はブロックチェーンテクノロジーの重要な側面ですが、それを達成することはいくつかの課題を提示することができます。主な課題の1つは、トランザクション確認の速度とブロックチェーンのセキュリティと不変性のバランスをとることです。より速い最終性は、トランザクションスループットの増加とユーザーエクスペリエンスの向上につながる可能性がありますが、2倍の支出攻撃などの悪意のあるアクティビティのリスクも高める可能性があります。

別の考慮事項は、地方分権と最終性のトレードオフです。 POSなどの絶対的な最終性を提供するいくつかのコンセンサスメカニズムには、迅速で信頼できる最終性を達成するために、一定レベルの集中​​化が必要になる場合があります。これは、多くのブロックチェーンネットワークの分散型の精神と対立する可能性があります。

最終性とブロックチェーンアプリケーションへの影響

ブロックチェーンネットワークによって提供される最終性のレベルは、さまざまなアプリケーションへの適合性に大きな影響を与える可能性があります。たとえば、高価値のトランザクションが一般的な金融セクターでは、トランザクションのセキュリティと信頼性を確保するために絶対的な最終性が好まれます。一方、マイクロトランザクションやゲームなど、絶対的なセキュリティよりも速度が重要であるアプリケーションでは、確率的最終性が十分かもしれません。

特定のユースケースに適したプラットフォームを選択する際には、開発者とユーザーにとって、ブロックチェーンネットワークの最終特性を理解することが不可欠です。速度、セキュリティ、地方分権の間のトレードオフを慎重に検討することにより、利害関係者は、ニーズと目的に合わせた情報に基づいた決定を下すことができます。

よくある質問

Q1：コンセンサスメカニズムなしで最終性を達成できますか？

A1：いいえ、ブロックチェーンネットワークの最終性は、ネットワークで使用されるコンセンサスメカニズムに直接結び付けられています。コンセンサスメカニズムは、最終性を達成するために不可欠なトランザクションの検証と確認に責任があります。コンセンサスメカニズムがなければ、トランザクションが検証され、ブロックチェーンに永続的に記録されることを保証する方法はありません。

Q2：最終性は、ブロックチェーンネットワークのスケーラビリティにどのように影響しますか？

A2：最終性は、いくつかの方法でブロックチェーンネットワークのスケーラビリティに影響を与える可能性があります。より高速な最終性を備えたネットワークは、トランザクションをより迅速に処理でき、スループットとスケーラビリティが潜在的に増加する可能性があります。ただし、より速い最終性を達成するには、より集中化されたコンセンサスメカニズムが必要になる場合があり、ネットワークの地方分権化とセキュリティを損なう可能性があります。最終性とスケーラビリティのバランスをとることは、ブロックチェーン開発者にとって重要な考慮事項です。

Q3：確率的と絶対的な最終性の両方を提供するブロックチェーンネットワークはありますか？

A3： Polkadotなどの一部のブロックチェーンネットワークは、最終性に対するハイブリッドアプローチを提供します。 Polkadotは、Grandpa（Ghost Based Recursive Fancestor Dering Prefix契約）と呼ばれるコンセンサスメカニズムを使用して、ブロックの絶対的な最終性を達成すると同時に、これらのブロック内のトランザクションの確率的最終性を可能にします。このハイブリッドアプローチは、両方のタイプの最終性の利点を提供することを目的としており、高いレベルのセキュリティと信頼性を提供します。

Q4：ユーザーは、ブロックチェーンネットワーク上のトランザクションの最終性をどのように検証できますか？

A4：ユーザーは、ブロックチェーンで受け取った確認の数をチェックすることにより、トランザクションの最終性を確認できます。 Bitcoinなどの確率的最終性を持つネットワークの場合、ユーザーはブロックチェーン探索者を使用して、トランザクションがブロックに含まれていたため、ブロック数が採掘されているかを確認できます。 Ethereum 2.0などの絶対的な最終性を持つネットワークの場合、ユーザーは、トランザクションを含むブロックがネットワークのコンセンサスプロセスを通じて確定しているかどうかを確認できます。