Finalisierung und die kanonische Blocksequenz sind das Fundament, auf dem das Vertrauen in jede Blockchain basiert. Das Verständnis dieser Mechanismen ist nicht nur für Ingenieure, sondern auch für Entwickler, Händler und gewöhnliche Benutzer wichtig, da sie die Vorhersehbarkeit der Bestätigung von Transaktionen, die Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe und die möglichen Risiken des Verlusts von Mitteln beeinflussen.

Der Grundlage jeder Blockordnung liegt der Prozess der Vorschlag neuer Blöcke und die Übereinstimmung der Teilnehmer darüber, welcher der konkurrierenden Optionen als 'wahr' betrachtet werden soll. Diese Prozesse basieren auf einer Reihe von Regeln, die festlegen, wer und unter welchen Bedingungen einen Block vorschlagen kann, wie die Überprüfung erfolgt und welche Kriterien für die Auswahl der kanonischen Kette angewendet werden.

Der Prozess der Blockerstellung ist oft um die Rolle des Führers oder Sequenzers organisiert, der Transaktionen sammelt, einen Block bildet und ihn im Netzwerk verbreitet. Bei kurzen Intervallen zwischen den Blöcken erfordert dies eine hohe Netzwerkdurchsatzrate und optimierte Logik zur Verpackung von Transaktionen, um Verzögerungen und Inkonsistenzen zwischen Knoten zu vermeiden.



Der Platz von Transaktionen im Block und die Reihenfolge ihrer Ausführung beeinflussen die wirtschaftlichen Ergebnisse: von den Gasgebühren bis hin zu möglichen Gewinnen durch bevorzugte Bearbeitung. Aus diesem Grund sind die Mechanismen zur Bildung des Mempools, die Zugangsregeln des Sequenzers und die Politik zur Einbeziehung von Transaktionen entscheidend für die faire Ausführung und zur Verringerung der Risiken von Manipulationen bei der Reihenfolge der Transaktionen.

Finalisierung ist ein Begriff, der den Moment beschreibt, nach dem ein Block als endgültig und nicht ohne hohe Kosten für den Angreifer rückgängig gemacht werden kann. Es gibt verschiedene Ansätze: probabilistische Finalisierung, bei der die Wahrscheinlichkeit der Rückgängigmachung mit der Anzahl der nachfolgenden Blöcke sinkt, und praktische oder momentane Finalisierung, bei der der Konsensmechanismus die Unveränderlichkeit des Zustands nach einem bestimmten Ereignis garantiert.

Um eine schnelle Finalisierung zu erreichen, verwenden praktische Systeme eine Kombination technischer Maßnahmen: beschleunigte Blockbestätigungen durch vereinfachte Überprüfungen, aggregierte Signaturen zur Reduzierung des Kommunikationsvolumens, Kontrolle über die Reihenfolge der Blockverbreitung und regelmäßige Checkpoints, die den Zustand auf einem für Angreifer schwer anfechtbaren Niveau festigen.

Wenn parallele Zweige im Netzwerk auftauchen, ist ein klarer Auswahlkriterium für die kanonische Sequenz erforderlich. Allgemeine Regeln beinhalten die Auswahl der längsten Kette, der Kette mit dem größten kumulierten Gewicht der Stimmen oder der Kette, die einem Satz von Signaturen aus dem Quorum der Validatoren entspricht. Die Transparenz dieser Regel ist wichtig, damit die Teilnehmer das Verhalten des Netzwerks vorhersagen und korrekt auf Forks reagieren können.

Die Rolle der Validatoren und der Teilnehmer, die einen Stake halten, geht über einfaches Mining hinaus: Sie bilden eine wirtschaftliche und rechtliche Barriere gegen Angriffe. Die Bestrafungsmechanismen - Slashing, Einnahmeverluste oder Ausschluss von der Teilnahme - fördern ehrliches Verhalten und erhöhen die Kosten eines Versuchs, die Finalisierung zu destabilisieren.

Netzwerk- und wirtschaftliche Anreize sind eng miteinander verflochten: Das Modell der Gebühren, die Verteilung der Belohnungen und die Politik der Subventionen beeinflussen, wer und wie oft versucht, die Rolle des Sequenzers zu übernehmen. Bei der Gestaltung solcher Modelle ist es wichtig, Situationen zu vermeiden, in denen Anreize zur Zentralisierung führen oder die Entstehung von Teilnehmern fördern, die die Reihenfolge manipulieren können.

Um sich vor Problemen im Zusammenhang mit der bevorzugten Bearbeitung von Transaktionen und möglichem Front-Running zu schützen, werden technische Ansätze verwendet: zeitliche Puffer, atomare Auktionen zur Reihenfolge der Ausführung, private Mempools und kryptografische Verfahren, die den Inhalt von Transaktionen bis zum Zeitpunkt der Einbeziehung in den Block verbergen. Jeder dieser Ansätze hat seine eigenen Kompromisse zwischen Geschwindigkeit und Fairness.

Integrierte Preisfeeds und andere On-Chain-Dienste, die für den Handel verwendet werden, beeinflussen ebenfalls die Kriterien der Kanonizität: Wenn die Reihenfolge der Blöcke die Reihenfolge der Preisaktualisierungen bestimmt, macht dies das System anfällig für Angriffe auf Orakel. Daher sieht das Design eine Multi-Aggregation von Datenquellen und Regeln vor, die den Einfluss einzelner Aktualisierungen auf kritische Entscheidungen begrenzen.

Die Zuverlässigkeit der Finalisierung wird auch durch Wiederherstellungstools gewährleistet: regelmäßige Snapshots, State-Sync-Mechanismen und gesammelte Signaturen für Checkpoints ermöglichen es neuen oder zurückgebliebenen Knoten, schnell in den aktuellen Zustand zurückzukehren, ohne das Risiko einzugehen, eine falsche kanonische Geschichte zu akzeptieren.

Die praktische Seite für Benutzer und Entwickler besteht darin, das Finalisierungsmodell bei der Anwendungsentwicklung zu berücksichtigen: Für einige Szenarien ist eine geringe Anzahl von Bestätigungen ausreichend, während für andere auf die Bestätigung des Checkpoints oder die offizielle Bestätigung durch die Validatoren gewartet werden muss. Die richtige Einstellung der Risikostufen verringert die Wahrscheinlichkeit von Verlusten und erhöht das Vertrauen in den Dienst.

Letztendlich ist die Mechanik der Finalisierung und die Regeln zur Bestimmung der kanonischen Blocksequenz ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit, Sicherheit und Dezentralisierung. Ein Projekt, das auf extrem niedrige Latenz abzielt, muss besonders transparent in seinen Mechanismen sein, damit der Markt die damit verbundenen Kompromisse bewerten und eine informierte Entscheidung über die Teilnahme treffen kann.

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