فاینالیتی finality در بلاکچین چیست؟ نحوه نهایی شدن تراکنش در شبکه چگونه است؟

وقتی که در بلاکچین تراکنشی انجام می‌دهید، باید زمانی را برای نهایی شدن آن منتظر بمانید. این زمان بسته به مکانیزم اجماع و به طور کلی سازوکار شبکه، می‌تواند از چند ثانیه تا چند روز متغیر باشد. از این مدت‌زمان با نام فاینالیتی (Finality) یاد می‌شود. البته فاینالیتی در امور مالی سنتی هم کاربرد دارد و مفهومی نیست که صرفا با بلاکچین در ارتباط باشد.

بنابراین، فاینالیتی برای اندازه‌گیری مدت زمانی استفاده می‌شود که باید منتظر یک تضمین معقول بود مبنی‌بر اینکه تراکنش‌های کریپتو اجرا شده در بلاکچین معکوس یا تغییر نخواهند کرد. به عبارت دیگر گم نمی‌شوند.

فاینالیتی یک ویژگی ضروری برای سرمایه‌گذاری‌هایی است که ارزهای دیجیتال را می‌پذیرند، زیرا انتظار بی‌پایان در یک شبکه بلاکچین می‌تواند اثرات نامطلوب زیادی برای کسب‌وکارها یا شرکت‌هایی داشته باشد که رمزارز را به عنوان وسیله پرداخت می‌پذیرند. هنگام ایجاد یک سیستم پرداخت، برای موثر بودن، داشتن تاخیر کم بسیار مهم است.

برای در نظر گرفتن این موضوع، اگر هر بار که می‌خواهید چیزی بخرید مجبور باشید 10 دقیقه منتظر بمانید، خرید کردن به سرعت بسیار ناخوشایند می‌شود. همچنین، در بخش مالی، شرکت‌ها باید در کوتاه‌ترین زمان ممکن بدانند که آیا مالک دارایی‌های خاصی هستند یا خیر.

بنابراین، وقتی صحبت از فناوری بلاکچین به میان می‌آید، تراکنش‌ها به دلیل ماهیت نهایی آن غیرقابل تغییر نامیده می‌شوند. با این حال، بیشتر پروتکل‌های بلاکچین فقط یک تراکنش نهایی احتمالی را نشان می‌دهند – به این معنی که تراکنش‌ها به‌طور خودکار یا فوری نهایی نمی‌شوند، اما در طول زمان «بیشتر نهایی‌تر» می‌شوند (با تأیید بلوک‌های بیشتر).

بنابراین، مدت زمانی که شبکه بلاکچین برای تایید یک تراکنش (تأخیر) نیاز دارد، ماهیت نرخ نهایی یا فاینالیتی زنجیره را تعیین می‌کند. در زیر جدولی وجود دارد که شبکه‌های مختلف بلاکچین و میانگین مدت زمان لازم برای نهایی شدن هر یک از آنها را نشان می‌دهد. 

انواع نهایی بودن در بلاک چین

نهایی شدن در بلاکچین می‌تواند احتمالی، اقتصادی، آنی، بدون قید و شرط یا مربوط به کل وضعیت بلاکچین باشد.

در بلاکچین، انواع مختلفی از نهایی بودن وجود دارد که هر یک درجه مشخصی از قطعیت و برگشت ناپذیری را با توجه به تراکنش‌ها و بلوک‌ها توصیف می‌کنند. انواع نهایی شدن در بلاکچین به شرح زیر است:

قطعیت احتمالی

در اکثر سیستم‌های بلاک چین، به‌ویژه سیستم‌هایی که از اجماع PoW استفاده می‌کنند، مانند بیت‌کوین، احتمال نهایی وجود دارد . احتمال معکوس کردن یک تراکنش زمانی که بلوک ها در بالای تراکنش تایید شده پس از گنجاندن آن در یک بلوک قرار می گیرند، به صورت تصاعدی کاهش می یابد.

نهایی شدن اقتصادی

مفهوم نهایی اقتصادی اغلب با سیستم های PoS مرتبط است. یک معامله از نظر نهایی بودن اقتصادی در صورتی نهایی تلقی می شود که بازگشت به آن از نظر مالی غیرقابل دوام باشد. در PoS، اعتبارسنجی‌ها یا گره‌ها ملزم به ارائه یک سهم به عنوان وثیقه، مقدار مشخصی از ارز دیجیتال هستند. اگر تراکنش‌های جعلی را تأیید کنند، خطر از دست دادن سهام خود را دارند و از نظر اقتصادی اقدام بدخواهانه را غیرمنطقی می‌کند.

نهایی شدن فوری

شبکه Ripple نهایی شدن تقریباً آنی را ارائه می دهد و تضمین می کند که پس از ثبت تراکنش در دفتر کل، بلافاصله تأیید شده و غیرقابل برگشت است. تراکنش ها توسط 150 اعتبارسنجی تایید می شوند. این اعتباردهنده‌ها ممکن است به طور بالقوه در فهرست گره‌های منحصربه‌فرد Ripple که شامل 35 اعتبارسنجی است، جایگاهی کسب کنند.

قطعیت بدون قید و شرط

هنگامی که یک تراکنش تایید می شود، به طور کامل و بدون قید و شرط نهایی تلقی می شود. معامله تحت هیچ شرایطی مستعد لغو شدن نیست. دستیابی به قطعیت بدون قید و شرط می تواند دشوار باشد و اغلب مستلزم درجه ای قوی از تمرکز یا یک روش اجماع منحصر به فرد است.

قطعیت دولت

در برخی از سیستم‌های بلاکچین، نهایی بودن به وضعیت کامل بلاک چین اشاره دارد، نه فقط تراکنش ها. یک انتقال حالت (تغییر در وضعیت بلاکچین، مانند یک تراکنش یا اجرای یک قرارداد هوشمند) پس از اتمام آن قابل تغییر یا معکوس نیست. برای کاربردهایی مانند قراردادهای هوشمند، که در آن دقت کل حالت برنامه حیاتی است، دستیابی به حالت نهایی ضروری است.

چرا نهایی بودن در بلاکچین اهمیت دارد؟

نهایی بودن در بلاک چین، اطمینان لازم را از اعتبار و ماندگاری تراکنش فراهم می‌کند و آن را به مفهومی اساسی برای قابلیت اطمینان و عملکرد فناوری تبدیل می‌کند.

Finality سطح بالایی از امنیت و اعتماد را در سیستم فراهم می کند، که اطمینان حاصل می کند که پس از تایید یک تراکنش، نمی توان آن را تغییر داد یا معکوس کرد. با تأیید قانونی بودن تراکنش و ثبت‌شده در بلاک چین، نهایی بودن از موضوع خرج کردن مضاعف جلوگیری می‌کند، جایی که می‌توان از یک دارایی دیجیتال بیش از یک بار استفاده کرد. 

به عنوان مثال، اگر شخصی یک بیت کوین (BTC) داشته باشد و سعی کند آن را در دو تراکنش جداگانه به دو گیرنده مختلف منتقل کند، ممکن است دو برابر شود. با تضمین نهایی بودن، فناوری بلاک چین از این اتفاق جلوگیری می کند. پس از تایید و ثبت تراکنش در بلاک چین، دارایی دیجیتال خرج شده تلقی می شود و نمی توان از آن در تراکنش های بعدی استفاده کرد.

نهایی بودن در زمینه قراردادهای هوشمند بسیار مهم است. جزئیات توافق بین خریدار و فروشنده مستقیماً در قراردادهای هوشمند تعبیه شده است که کدهای خوداجرایی هستند. نهایی بودن تضمین می کند که نتایج این قراردادها قطعی و غیرقابل تغییر است.

علاوه بر این، نهایی بودن این است که چگونه برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) از ایمن و قابل اعتماد بودن فعالیت‌های خود مطمئن شوند. نهایی بودن تضمین می کند که تصمیمات و تراکنش های انجام شده در این برنامه ها غیر قابل تغییر و برگشت ناپذیر هستند . علاوه بر این، بلاک چین با نهایی کردن تراکنش ها، اعتماد را در بین کاربران و اعضای شبکه ایجاد می‌کند. اعتماد کاربران به سیستم با آگاهی از برگشت ناپذیر بودن تراکنش‌ها افزایش می‌یابد.

چالش های دستیابی به نهایی شدن در بلاک چین

مسائلی مانند فورکینگ، تأخیر شبکه، آسیب پذیری قراردادهای هوشمند و حملات 51 درصدی از نهایی شدن تراکنش های بلاک چین جلوگیری می کند.

هنگامی که بلاک چین به چندین مسیر تقسیم می شود، فورکینگ اتفاق می افتد و نسخه های مختلفی از تاریخچه تراکنش تولید می شود. روش اجماع با این واگرایی مورد آزمایش قرار می گیرد، که تعیین اینکه کدام نسخه قانونی است را چالش برانگیز می کند و نهایی شدن را به تاخیر می اندازد.

به عنوان مثال، هارد فورک‌ها می‌توانند از اختلاف نظر بین جامعه یا توسعه‌دهندگان در مورد به‌روزرسانی‌های پروتکل ناشی شوند. تا زمانی که مشکل حل نشود، جناح های مختلف ممکن است به حمایت از بلاک چین های PoW ادامه دهند که منجر به عدم قطعیت می شود.

تأخیر شبکه یا تأخیر در ارتباط داده بین گره ها، مسائل را پیچیده تر می کند. اتصالات شبکه آهسته می تواند با به تاخیر انداختن انتشار اطلاعات تراکنش ها در شبکه بلاک چین باعث ایجاد خطا در ترتیب تراکنش و اعتبار سنجی شود.

علاوه بر این، آسیب‌پذیری قرارداد هوشمند می‌تواند منجر به رفتار غیرمنتظره شود و به بازیگران بد اجازه می‌دهد از آن استفاده کرده و تراکنش‌ها را معکوس کنند. به طور مشابه، موجودی که بیش از 50 درصد از قدرت استخراج شبکه را در یک بلاک چین PoW دارد، ممکن است بتواند تاریخچه بلاک چین را تغییر داده و تراکنش‌ها را معکوس کند. این قطعیت و امنیت را تضعیف می کند.

با توجه به این نگرانی‌ها، یکپارچگی بلاک چین به خطر می‌افتد و اجرای الگوریتم‌های اجماع قوی و پروتکل‌های شبکه مؤثر توسط توسعه‌دهندگان به منظور کاهش مشکلات فورکی و تأخیر و تضمین نهایی‌بودن به موقع و ایمن تراکنش‌ها ضروری است.

تکنیک‌ها و الگوریتم‌های اجماع برای افزایش نهایی بودن

دوره‌های تایید طولانی‌تر، اعتبارسنجی‌های متعدد و الگوریتم‌های امنیتی پیشرفته، مانند PoS خالص Algorand ،PoS واگذار شده (DPoS) و HoneyBadgerBFT، ممکن است به افزایش نهایی بلاکچین کمک کنند.

یک رویکرد شامل زمان‌های تایید طولانی‌تر است، که اجازه می‌دهد تا قبل از اینکه تراکنش نهایی در نظر گرفته شود، تعداد بیشتری اعتبارسنجی انجام شود. احتمال تایید اعتبار یک تراکنش و برگشت ناپذیر شدن آن به طور قابل توجهی با طولانی شدن زمان لازم برای رسیدن به اجماع افزایش می یابد.

علاوه بر این، استفاده از تکنیک تایید چندگانه، که در آن تراکنش‌ها توسط بسیاری از گره‌ها یا اعتبارسنجی‌ها بررسی می‌شوند، یک لایه امنیتی اضافی را ارائه می‌دهد که از اجماع گسترده‌تر اطمینان حاصل می‌کند و احتمال اشتباهات یا حملات مخرب را کاهش می‌دهد.

علاوه بر این، الگوریتم‌های اجماع نوآورانه مانند Pure PoS ،DPoS و HoneyBadgerBFT Algorand، صنعت را متحول کرده‌اند. Algorand از یک روش PoS در ارتباط با پروتکل توافق بیزانسی برای اطمینان از نهایی شدن سریع و غیرقابل برگشت تراکنش ها استفاده می کند. 

با پیاده سازی یک سیستم مبتنی‌بر شهرت که در آن گروه کوچکی از نمایندگان مورد اعتماد تراکنش ها را تایید می کنند، DPoS اثربخشی و نهایی بودن شبکه را افزایش می‌دهد. به طور مشابه، الگوریتم HoneyBadgerBFT قطعیت و امنیت را حتی در حضور گره های بدخواه یا تاخیرهای شبکه با دستیابی به اجماع بیزانسی ناهمزمان بهبود می بخشد.

روندها و تحولات آینده در دستیابی به نهایی شدن سریعتر و قابل اطمینان تر

در اصل، یک استراتژی چند رشته ای که شامل تکنیک های اجماع متنوع، رمزگذاری پیشرفته و قابلیت همکاری بهبود یافته برای دستیابی به نهایی شدن سریعتر و قابل اطمینان تر در آینده است، ضروری است.

قرار گرفتن در معرض مدل‌های اجماع ترکیبی یکی از این روند است. این الگوریتم‌های اجماع ترکیبی تلاش می‌کنند تا مقیاس‌پذیری و عملکرد را با حفظ امنیت قوی با ترکیب مزایای الگوریتم‌های اجماع مختلف افزایش دهند. پروژه‌ها با استفاده از روش‌های PoS آزمایش می‌کنند، زیرا انرژی بسیار کمتری نسبت به تکنیک‌های PoW مصرف می‌کنند و زمان‌های تایید را سرعت می‌بخشند.

علاوه بر این، علاقه فزاینده‌ای به روش های رمزنگاری پیشرفته مانند اثبات دانش صفر (ZK) و فن آوری های نوآورانه مانند شاردینگ وجود دارد . شواهد دانش صفر، کارایی و حفظ حریم خصوصی را با امکان دادن به طرفین برای تأیید تراکنش ها بدون افشای اطلاعات خصوصی، بهبود می‌بخشد. شاردینگ، روشی برای تقسیم بلاکچین به قطعات کوچکتر و قابل مدیریت تر، بار محاسباتی گره ها را کاهش می‌دهد و پردازش تراکنش ها را سرعت می بخشد.

توسعه محاسبات کوانتومی ممکن است تکنیک‌های رمزگذاری موجود را منسوخ کند و ایجاد الگوریتم‌های مقاوم در برابر کوانتومی را ضروری کند. برای حفظ امنیت و نهایی بودن تراکنش‌ها در مواجهه با تهدیدات کوانتومی، شبکه های بلاکچین به طور فعال در حال بررسی راه حل‌های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتومی هستند.

یکی دیگر از موضوعات مورد توجه این است که چگونه بلاک چین های مختلف با یکدیگر تعامل دارند. از طریق استفاده از پروتکل‌هایی مانند Polkadot و Cosmos، تراکنش‌های بین شبکه‌ها را می‌توان به سرعت و یکپارچه تکمیل کرد. این قابلیت متقابل، اثربخشی کلی سیستم‌های بلاکچین را بهبود می‌بخشد و در نتیجه نهایی‌سازی سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر می‌شود.