편집자 주: 이 기사는 ChainNews(ID: chainnewscom)에서 발췌한 것입니다. 원저자: Alexis Gauba, Mechanism Labs 공동 설립자, Zhan Juan이 편집, 승인을 받아 재인쇄했습니다.

오늘은 상큼한 말차라떼를 사려고 카드를 긁어먹는다. 카드를 긁은 후, 가게는 매우 자신있게 저에게 이 음료를 만들어 주었습니다. 판매자는 거래가 성공적으로 이루어졌으며 돈이 내 카드로 반환되지 않고 자신의 계정으로 반환될 것이라고 확신합니다. 즉, 구매가 끝났습니다. 그러나 사실 신용카드 거래는 매우 복잡하여 신용카드 거래는 60일 이내에 완료되어야 하며, 가맹점도 소액 거래의 경우 신용카드 소비를 수락할 수 있지만 큰 거래의 경우 수표나 전신환을 더 기꺼이 받아들입니다. 현금 거래만이 즉각적인 "최종성"을 달성할 수 있습니다.

블록체인 맥락에서 완결성은 일단 블록체인에 커밋되면 잘 구성된 모든 블록을 취소할 수 없음을 의미합니다.사용자는 거래를 할 때 일단 거래가 성사되면 거래를 임의로 변경하거나 롤백할 수 없기를 기대합니다. 따라서 최종성은 블록체인 합의 프로토콜을 설계할 때 가장 중요합니다.

취소되는 블록은 수백만 달러의 비용이 들거나 분산 응용 프로그램의 기본 작업에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 최종성을 이해하는 것은 강력한 블록체인 플랫폼을 구축하고 애플리케이션을 개발할 플랫폼을 선택하는 데 중요합니다.

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"최종성"을 분류

"확률론적 최종성"은 블록체인 기반 프로토콜이 제공하는 최종성을 의미하며 비트코인의 Nakamoto 합의가 이 범주에 속합니다. 이 경우 트랜잭션을 포함하는 블록이 체인 아래로 내려갈수록 트랜잭션이 롤백되지 않을 가능성이 커집니다. 블록이 깊을수록 해당 블록을 포함하는 포크가 가장 긴 체인일 가능성이 커집니다. 그렇기 때문에 비트코인 ​​블록체인에서는 거래가 진위를 확인하기 전에 거래가 확인될 때까지 6개 블록 동안 대기하는 것이 좋습니다. 등이 매우 낮습니다.

"절대적 최종성"은 Practical Byzantine Fault Tolerance PBFT 기반의 프로토콜이 제공하는 최종성을 의미하며, 그 중 텐더민트가 대표적입니다. 이 경우 트랜잭션이 블록에 포함되고 블록체인에 추가되는 즉시 최종 트랜잭션으로 간주됩니다. 이 경우 리더는 블록을 제안하고 검증위원회는 블록을 승인하기 위해 다수의 합의에 도달해야 합니다.

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CAP 정리 및 최종성

확률론적 최종성보다 절대적인 최종성이 더 좋아 보일 수 있지만 선택할 때 여전히 몇 가지 근본적인 절충안이 있습니다.

Eric Brewer의 "CAP Theorem"을 사용하는 것은 Byzantine Fault Tolerant BFT를 기반으로 확률과 최종성 사이의 균형을 고려할 때 유용합니다.

이미지 설명

왼쪽: 일관성을 선호하는 시스템, 오른쪽: 가용성을 선호하는 시스템

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PoS 합의의 최종성

다음은 몇 가지 주요 PoS 플랫폼에 대한 분석입니다.

Tendermint

Tendermint는 절대적인 완결성을 달성합니다. 사전 투표 또는 사전 커밋에서 투표의 2/3 이상을 받은 블록은 즉시 완결될 수 있습니다. 이 프로세스는 1/3 이상의 유효성 검사기가 더 이상 긍정적으로 응답하지 않을 때까지 계속되며, 이 경우 네트워크가 일시적으로 중단되어 Tendermint가 가용성보다 일관성을 선호함을 보여줍니다. 이 프로토콜은 또한 PoS 슬래싱 규칙을 Tendermint에 적용할 때 경제적 최종성을 달성합니다.

Thunderella

Thunderella의 빠른 경로는 절대적인 최종성을 제공합니다. 공증된 최대 트랜잭션 시퀀스는 확인된 출력으로 간주될 수 있습니다. 패스트패스 위원의 3/4 이상이 정직하고 온라인 상태이고 신청자도 정직하면 유효한 거래가 즉시 확인될 수 있습니다. 그러나 빠른 경로 확인은 전체의 최종성과는 달리 이상적인 조건에서 일종의 최종성입니다. 트랜잭션이 기본 블록체인에 기록되면 완전히 확인되며 체인에서 설정하거나 BFT 알고리즘을 기반으로 할 수 있습니다. Thunderella는 빠른 경로가 실패할 경우 기본 블록체인으로 푸시하여 사용성을 우선시합니다.

Algorand

공격자가 프로토콜 통화 가치의 1/3 미만을 제어하는 ​​한 알고랜드는 포크 가능성을 무시할 수 있음을 보장할 수 있으므로 프로토콜이 강력하게 동기화된 방식으로 실행되어 각 블록이 최종 합의에 도달할 수 있습니다. 약한 동기화에서 Algorand는 포크할 수 있지만 Byzantine Agreement BA*를 사용하여 선택할 포크를 협상합니다. 이렇게 하면 프로토콜이 강력한 동기화 상태로 돌아갈 때 알고랜드의 트랜잭션이 완료됩니다. 알고랜드는 가용성보다 일관성을 우선시하며 후보 블록을 수락할 수 없을 때 빈 블록을 생성하는 것을 선호합니다.

Ouroboros Genesis

Genesis는 블록체인 선택 규칙에 따라 확률적 종료를 달성할 수 있습니다. 이 규칙은 k가 보안 매개변수인 단거리 최대 k 블록에 대해 가장 긴 체인을 따르고, k 블록 이상의 장거리에 대해서는 현재 시간 직후의 기간을 확인하는 적절성 규칙 충만 규칙을 사용합니다. 체인 포크, 고밀도 체인을 선택하십시오.

Casper FFG

Casper FFG는 블록체인 기반 시스템에 대한 절대/경제적 완결성을 제공하는 것을 목표로 하며, 위원회가 자기자본으로 가중된 2/3 이상의 절대 다수를 획득하면 블록에 서명할 수 있습니다. Casper FFG는 공격자가 기본 블록체인의 제안 메커니즘을 제어하더라도 충돌하는 체크포인트를 확정하는 것이 불가능하다는 구성 방법을 사용합니다. 그러나 FFG는 안전성을 제공하고 제안 메커니즘은 활성을 제공하기 때문에 상대방은 캐스퍼가 향후 체크포인트를 확정하지 못하도록 합의를 지연시킬 수 있습니다. FFG는 검증인의 2/3 이상이 동의하지 않으면 체크포인트가 완료되는 것을 허용하지 않기 때문에 일관성을 우선시합니다. FFG는 또한 축소 메커니즘을 통해 재정적 폐쇄를 허용합니다.

Casper TFG

Casper TFG는 내결함성 임계값이 다른 유효성 검사기를 통해 절대적인 완결성을 달성합니다. 즉, 그 프로토콜은 비동기식으로 안전하고 비잔틴 내결함성이 있어 검증자가 다른 내결함성 임계값을 가질 수 있습니다.