Što je konačnost u blockchainu i zašto je važna?

Razumijevanje konačnosti u blockchainu

Konačnost u blockchainu odnosi se na nepromjenjivu potvrdu transakcije ili bloka transakcija.

U konvencionalnim financijskim sustavima, nakon što je transakcija potvrđena, ne može se poništiti. Slično tome, postizanje konačnosti na blockchain mreži osigurava da je transakcija trajna i ne može se mijenjati nakon što je dodana u blockchain. Kako bi blockchain bio siguran i autentičan, ovaj koncept je ključan.

Konačnost se postiže korištenjem konsenzusa blockchain mreže. Različite blockchain mreže koriste različite konsenzusne algoritme, svaki s jedinstvenom metodom potvrđivanja transakcija i osiguravanja konačnosti, kao što su dokaz rada (PoW), dokaz udjela (PoS) ili praktična bizantska tolerancija na pogreške.

Vrste konačnosti u blockchainu

Konačnost u blockchainu može biti vjerojatnosna, ekonomska, trenutna, bezuvjetna ili povezana s cjelokupnim stanjem blockchaina.

Na lancu blokova postoje različite vrste konačnosti, od kojih svaka opisuje poseban stupanj sigurnosti i nepovratnosti s obzirom na transakcije i blokove. Glavne vrste konačnosti na blockchainu su sljedeće:

Probabilistička konačnost

Konačnost je vjerojatnost u većini blockchain sustava, posebno onih koji koriste PoW konsenzus, poput Bitcoina. Vjerojatnost poništenja transakcije eksponencijalno se smanjuje kada se blokovi stave na potvrđenu transakciju nakon što je uključena u blok.

Ekonomska konačnost

Koncept ekonomske konačnosti često se povezuje s PoS sustavima. Transakcija se smatra konačnom u smislu ekonomske konačnosti ako bi povratak na nju bio financijski neodrživ. U PoS-u, validatori ili čvorovi moraju dati ulog kao kolateral, određenu količinu kriptovalute. Ako odobre lažne transakcije, izlažu se riziku gubitka svog udjela, zbog čega je zlonamjerno djelovanje ekonomski neracionalno.

Trenutačna konačnost

Ripple mreža nudi gotovo trenutnu konačnost, osiguravajući da je transakcija jednom zabilježena u glavnoj knjizi odmah potvrđena i nepovratna. Transakcije provjerava 150 validatora. Ovi validatori potencijalno mogu zaraditi mjesto na Rippleovoj jedinstvenoj listi čvorova, koja se sastoji od 35 validatora.

Bezuvjetna konačnost

Kada je transakcija potvrđena, ona se smatra potpuno i bezuvjetno konačnom. Transakcija se ni pod kojim okolnostima ne može poništiti. Može biti teško postići bezuvjetnu konačnost i često zahtijeva visok stupanj centralizacije ili jedinstvenu metodu konsenzusa.

Konačnost stanja

U nekim blockchain sustavima, konačnost se odnosi na potpuno stanje blockchaina, a ne samo na transakcije. Prijelaz stanja (promjena stanja blockchaina, kao što je transakcija ili izvršenje pametnog ugovora) ne može se modificirati ili poništiti nakon što se završi. Za aplikacije poput pametnih ugovora, gdje je točnost cjelokupnog stanja aplikacije ključna, postizanje konačnosti stanja je bitno.

Zašto je konačnost važna u blockchainu

Konačnost u lancu blokova pruža potrebno osiguranje valjanosti i trajnosti transakcije, što ga čini temeljnim konceptom za pouzdanost i funkcionalnost tehnologije.

Finality pruža visoku razinu sigurnosti i povjerenja u sustav, što osigurava da se jednom potvrđena transakcija ne može promijeniti ili poništiti. Provjerom je li transakcija legitimna i prijavljena na blockchain, konačnost sprječava problem dvostrukog trošenja, gdje se ista digitalna imovina može koristiti više puta. 

Dvostruka potrošnja može se dogoditi, na primjer, ako netko ima jedan Bitcoin (BTC) i pokuša ga prenijeti u dvije odvojene transakcije na dva različita primatelja. Jamčeći konačnost, blockchain tehnologija sprječava da se to dogodi. Nakon što je transakcija potvrđena i zabilježena na blockchainu, digitalna imovina se smatra potrošenom i ne može se koristiti u daljnjim transakcijama.

Konačnost je ključna u kontekstu pametnih ugovora. Pojedinosti sporazuma između kupca i prodavatelja izravno su ugrađene u pametne ugovore, koji su samoizvršujući kod. Konačnost jamči da su ishodi ovih ugovora deterministički i nepromjenjivi.

Osim toga, konačnost je način na koji decentralizirane aplikacije (DApps) osiguravaju da su njihove aktivnosti sigurne i pouzdane. Konačnost osigurava da su odluke i transakcije napravljene unutar ovih aplikacija nepromjenjive i nepovratne. Štoviše, blockchain razvija povjerenje među korisnicima i članovima mreže čineći transakcije konačnima. Povjerenje korisnika u sustav povećava se spoznajom da su transakcije nepovratne.

Izazovi za postizanje konačnosti u blockchainu

Problemi kao što su forking, mrežna latencija, ranjivosti pametnih ugovora i 51% napadi sprječavaju blockchain transakcije da postignu konačnost.

Kada se blockchain podijeli na nekoliko staza, događa se račvanje, stvarajući različite verzije povijesti transakcija. Metoda konsenzusa stavljena je na kušnju ovim odstupanjem, zbog čega je teško utvrditi koja je verzija legitimna i odgađa konačnost.

Na primjer, hard forkovi mogu biti rezultat neslaganja među zajednicom ili programerima oko ažuriranja protokola. Dok se problem ne riješi, različite frakcije mogle bi nastaviti podržavati PoW blockchains, što bi rezultiralo nedostatkom konačnosti.

Mrežna latencija ili kašnjenje u podatkovnoj komunikaciji između čvorova dodatno komplicira stvari. Spore mrežne veze mogu uzrokovati pogreške u redoslijedu transakcija i provjeri valjanosti odgodom širenja informacija o transakciji kroz blockchain mrežu.

Osim toga, ranjivost pametnog ugovora mogla bi rezultirati neočekivanim ponašanjem, dopuštajući lošim akterima da to iskoriste i ponište transakcije. Slično tome, subjekt koji ima više od 50% rudarske snage mreže u PoW blockchainu može biti u mogućnosti promijeniti povijest blockchaina i poništiti transakcije. To podriva konačnost i sigurnost.

Zbog ovih zabrinutosti, integritet lanca blokova je ugrožen, što zahtijeva implementaciju jakih konsenzusnih algoritama i učinkovitih mrežnih protokola od strane programera kako bi se smanjili problemi račvanja i latencije i zajamčila pravovremena i sigurna konačnost transakcija.

Tehnike i algoritmi konsenzusa za poboljšanje konačnosti

Duža razdoblja potvrde, višestruke provjere valjanosti i vrhunski sigurnosni algoritmi, kao što su Algorandov Pure PoS, delegirani PoS (DPoS) i HoneyBadgerBFT, mogu pomoći u poboljšanju konačnosti blockchaina.

Jedan pristup uključuje duže vrijeme potvrde, što omogućuje veći broj validacija prije nego što se transakcija smatra konačnom. Vjerojatnost da se valjanost transakcije potvrdi i da postane nepovratna znatno se povećava produljenjem vremena potrebnog za postizanje konsenzusa.

Nadalje, korištenje tehnike višestrukih potvrda, gdje transakcije provjeravaju mnogi čvorovi ili validatori, nudi dodatni sloj sigurnosti, osiguravajući širi konsenzus i smanjujući mogućnost pogrešaka ili zlonamjernih napada.

Osim toga, inovativni algoritmi konsenzusa kao što su Algorand's Pure PoS, DPoS i HoneyBadgerBFT transformirali su industriju. Algorand koristi PoS metodu u kombinaciji s bizantskim protokolom sporazuma kako bi osigurao brzu i nepovratnu konačnost transakcija. 

Implementacijom sustava temeljenog na reputaciji gdje mala grupa pouzdanih delegata potvrđuje transakcije, DPoS povećava učinkovitost i konačnost mreže. Slično tome, algoritam HoneyBadgerBFT poboljšava konačnost i sigurnost čak i u prisutnosti zlonamjernih čvorova ili kašnjenja mreže postizanjem asinkronog bizantskog konsenzusa.

Budući trendovi i razvoj u postizanju brže i pouzdanije konačnosti

U biti, multidisciplinarna strategija koja uključuje različite tehnike konsenzusa, vrhunsku enkripciju i poboljšanu interoperabilnost neophodna je za postizanje brže i pouzdanije konačnosti u budućnosti.

Izlaganje hibridnih modela konsenzusa jedan je od takvih trendova. Ovi hibridni konsenzusni algoritmi nastoje povećati skalabilnost i performanse uz zadržavanje jake sigurnosti kombinirajući prednosti različitih konsenzusnih algoritama. Projekti su eksperimentirali s uključivanjem PoS metoda budući da troše znatno manje energije od PoW tehnika i ubrzavaju vrijeme potvrde.

Uz to, raste interes za napredne kriptografske metode kao što su dokazi bez znanja (ZK) i inovativne tehnologije, kao što je dijeljenje. Dokazi bez znanja poboljšavaju učinkovitost i privatnost omogućujući stranama da potvrde transakcije bez otkrivanja privatnih podataka. Sharding, metoda za dijeljenje lanca blokova na manje dijelove kojima se lakše upravlja, smanjuje računalno opterećenje čvorova i ubrzava obradu transakcija.

Razvoj kvantnog računalstva može učiniti postojeće tehnike šifriranja zastarjelima, zahtijevajući stvaranje kvantno otpornih algoritama. Kako bi održali sigurnost i konačnost transakcija u uvjetima kvantnih prijetnji, blockchain mreže aktivno istražuju kvantno otporna kriptografska rješenja.

Još jedno područje fokusa je kako različiti blockchaini međusobno djeluju. Upotrebom protokola kao što su Polkadot i Cosmos, transakcije između mreža mogu se dovršiti brzo i neprimjetno. Ova interoperabilnost poboljšava ukupnu učinkovitost blockchain sustava, što rezultira bržom i pouzdanijom konačnošću.