金色財經
作者:Ittai Abraham、Vitalik Buterin 和 Luca Zanolini
來源:Decentralized Thoughts
翻譯:善歐巴,金色財經
最終性是一種信念,即某些事物在未來不會改變(具有最終性)。區塊鏈中的最終性至關重要,因為它讓我們相信交易或協議決策將保持永久且不可篡改。這種確定性正是區塊鏈作為協調機制具有強大力量的原因所在。
試想以下幾種情況:
在上述每種情況下,你都會在一定程度上相信自己的所有權是 「最終的」。但這種最終性究竟有多牢固?是否能永久成立?本文認為,最終性取決於對未來的信念。此外,我們還將探討最終性的幾種不同概念,並討論最終性如何隨著時間的推移而增強。
社會最終性源於社區共同秉持的一種共識。它反映了這樣一種信念:區塊鏈不會以改變其核心屬性的方式修改協議,或者任何此類分叉都將被忽視。
上述前兩個例子都屬於社會最終性。在以太坊協議中,創世區塊無法被回滾,但存在這樣一種可能性:全世界突然決定將另一個具有不同創世區塊的系統稱為 「以太坊」,並賦予該新系統價值。
如果你三個月前收到了比特幣,那麼即使發生 51% 攻擊,社區也很可能不會接受如此深度的區塊鏈回滾,而是會採取更換工作量證明算法等激進措施。
時間為抵禦社區發起的回滾提供了保障。2010 年的價值溢出漏洞在幾小時內就被發現並修復,當時受影響的區塊仍較新。隨著區塊鏈連續數月增長,社區接受回滾的可能性變得極小。2016 年的 DAO 漏洞事件是社會最終性的另一個例子。該漏洞僅影響了一小段歷史,以太坊社區的大多數人決定支持硬分叉。
社會最終性通常依賴於加密技術的安全性。如果突然出現性能極強的量子計算機,除非你採取了特殊預防措施,否則任何看到你帳戶交易記錄的人都能破解你的私鑰。到那時,協議(以及整個世界)將無法區分攻擊者與你本人,也無法確定誰是合法所有者 —— 因此,你將不再擁有該所有權。
社會最終性和加密最終性適用於變化非常緩慢(或基本不變)的情況。區塊鏈的顛覆性力量在於,它能夠快速對狀態變化做出最終確認。
區塊鏈通過以下方式實現這一點:由抗女巫攻擊的節點(工作量證明礦工或權益證明驗證者)對提議的狀態變化進行投票匯總,在對全體投票者做出特定假設的前提下,使這些狀態變化獲得最終性。
區塊鏈最終性的典型失效場景是著名的雙花攻擊 —— 同一筆代幣出現在兩筆不同的交易中,因為投票者同時支持了這兩筆交易。
工作量證明機制是拜占庭將軍問題的一種解決方案。—— 中本聰,2008 年郵件
區塊鏈如何防止雙花攻擊是其設計的核心。標準的學術模型假設,試圖破壞最終性或活性的攻擊者僅控制有限比例的投票權。在這一假設下,大量研究圍繞拜占庭共識展開。
區塊鏈與拜占庭共識之間的這種聯繫始於比特幣,如今已成為主流觀點。
誠實閾值最終性基於這樣一種信念:大多數(或絕大多數)投票權將始終由誠實節點掌握。在這一信念下,最終性源於拜占庭共識的安全性。
只要誠實節點共同控制的 CPU 算力超過任何勾結的攻擊者節點群體,系統就是安全的。——《比特幣白皮書》,2008 年
在基於權益的區塊鏈中,誠實閾值最終性還依賴於弱主觀性成立的信念。用戶必須定期更新對驗證者集合的認知,以確保所有人就合法投票者達成一致。這一信念排除了可能破壞安全性的投票權隱性轉移,並且得到了社會層面的隱性支持。
閾值最終性的另一種形式源於非對稱信任的概念。在此模式下,各方各自判斷哪些節點可能存在故障,無需達成全球統一的故障閾值。這種情況下的最終性具有主觀性:僅在信任信念足夠重疊的參與者之間成立。
在這一範式中,驗證者必須質押資產才能獲得投票權。
密碼經濟最終性強化了誠實閾值最終性,它不僅要求大部分投票權持有者行為不誠實,還要求他們的不誠實行為會被發現,且大部分質押資產會受到懲罰(罰沒)。
其核心思想是,理性的聯盟會避免攻擊系統,因為任何攻擊嘗試導致的質押資產罰沒損失都將超過可能獲得的收益。
這種方法依賴於拜占庭共識的問責機制,以及對被證實存在不當行為的驗證者進行懲罰(罰沒)的能力。
代表性最終性通過隨機選擇的委員會來代表全體驗證者的決策。這一方式減少了參與驗證的節點數量,提高了可擴展性,但需要更強的信念支撐。
代表性最終性基於以下信念:任何抽樣產生的委員會都包含誠實的多數成員,且攻擊者無法在委員會完成決策前適應性地腐蝕其成員。這些假設比誠實閾值最終性的假設更為嚴格。一些分片系統可被視為提供了代表性最終性。
代表性最終性也可以在密碼經濟模型中得到解釋,儘管其內涵有所不同。在密碼經濟模型中,攻擊成本與驗證者數量呈線性關係。因此,小型委員會僅能提供有限的經濟安全性。從密碼經濟的角度來看,採用代表性最終性的主要原因是,動用全體驗證者可能造成不必要的成本,而僅包含一小部分驗證者的委員會可能已能提供足夠的密碼經濟安全性。
工作量證明機制中的最長鏈規則,本質上也是一種代表性最終性。
最終性會隨著時間的推移而增強。交易剛被提議時,其確定性較低;隨著時間流逝,交易將通過多種相互強化的最終性形式獲得層層保障。
隨著更多證據的積累,單筆交易會逐步經歷這一過程:首先由一名驗證者提出,隨後隨著更多誠實提議者延長區塊鏈而獲得深度;之後可能會得到輪換或抽樣委員會的認可,確定性進一步提高;最終,當大多數或絕大多數驗證者確認後,交易獲得協議層面的最終性;經過足夠長的時間後,社會最終性開始生效,因為社會將區塊鏈較早期的部分視為固定且不可篡改的。
對人類而言,絕對的最終性僅存在於社會層面。即使某個區塊獲得了協議最終性,影響大多數驗證者的嚴重漏洞也可能引發社會層面的協調回滾。例如,如果某個強大的主體(如擁有 70% 算力的新型英偉達礦機)對比特幣發起大規模重組,社區幾乎肯定會從社會層面拒絕該分叉,從而確立事實上的社會最終性。
所有形式的最終性都處於更廣泛的社會框架之內,這一框架是關於規範區塊鏈及其規則集的集體共識。基於機率、經濟和閾值的協議最終性,只有在社會共識認可該系統合法性的前提下才成立。
貝葉斯視角可能認為,隨著時間的推移 「收集更多資訊」,對最終性的信心會逐漸趨近於 100%。然而,最終性並非簡單的貝葉斯確定性累積。它受到激勵機制的影響 —— 因為回滾區塊鏈的嘗試取決於用戶對最終性的反應。信心影響行為,而行為又影響風險。由於這種反饋循環,使用分類化的最終性概念仍然具有意義,因為它們捕捉了保障安全性的假設所發生的質性轉變 —— 無論是經濟懲罰、法定人數閾值,還是全面的社會協調。
結語最終性取決於對未來的信念。用戶自行決定接受哪些信念,以及願意容忍多大程度的條件限制。他們在信心曲線上的位置反映了其對風險和延遲的偏好。
隨著各種保障措施的累積,最終性會隨著時間的推移而增強。交易初期僅獲得較弱的保障;隨著區塊鏈深度的增加和不同協議機制的認可,對其永久性的信心也會逐步提升。
「足夠最終」 的標準因場景而異。對於日常支付,快速但較弱的保障可能已足夠;對於儲蓄或跨鏈轉賬,用戶可能會等待更強有力的、由經濟機制支持的最終性。
在所有情況下,對最終性的判斷都反映了對未來的信念,以及用戶願意接受的條件限制。
來源:金色財經
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