Чому блокчейн-мережі обирають асинхронний дизайн: торгівля швидкістю та узгодженістю

Коли ми говоримо про асинхронні системи в блокчейні, ми описуємо мережі, де операції не залежать від центрального годинника або координованого часу. Замість цього, вузли незалежно обробляють транзакції та спілкуються за потребою. Цей основоположний вибір дизайну формує те, як вся мережа поводиться.

Як насправді працюють асинхронні блокчейни

У асинхронному блокчейні вузли не чекають один на одного або на зовнішні сигнали для продовження. Вони функціонують незалежно в модульній структурі, де кожен вузол може обробляти дані та передавати повідомлення у своєму власному темпі без синхронізації. Ця незалежність має велику перевагу: вищу пропускну здатність транзакцій, оскільки мережа не стає вузьким місцем через повільніших учасників.

Однак ця свобода має свою ціну. У чисто асинхронних мережах вузли не отримують зворотного зв'язку в реальному часі щодо статусу транзакції, що може призвести до того, що різні вузли матимуть різні уявлення про стан мережі. Це відбувається через те, що немає глобального консенсусу щодо часу—повідомлення, надіслане зараз, може надійти пізніше, створюючи тимчасові непослідовності.

Напівсинхронний компроміс

Напівсинхронні мережі намагаються балансувати ці напруження. Вони розроблені для запобігання розподілу мережі, забезпечуючи єдність глобального стану. Якщо мережа розділяється, консенсус тимчасово сповільнюється, поки з'єднання не відновиться. Цей підхід жертвує деякою швидкістю заради надійності.

Вибір між асинхронним і напівсинхронним залежить від того, що мережа пріоритезує:

• Доступність перш за все: Усі транзакції додаються без перерв, але вузли можуть тимчасово не погоджуватися щодо стану
• Перш за все, послідовність: Деякі транзакції можуть призупинитися, поки попередні повністю не підтвердяться, забезпечуючи всім однакову правду

Толерантність до вад Візантійської: Технічне рішення

Щоб впоратися з ризиками асинхронних мереж, багато блокчейн-дизайнів реалізують асинхронну байцитинську стійкість до помилок (aBFT). Цей підхід математично гарантує, що консенсус зрештою буде досягнуто, навіть якщо зловмисники контролюють до однієї третини мережі.

Ключова інновація: у цьому контексті “асинхронний” означає, що жодні припущення не робляться щодо часу надходження повідомлень. Система працює незалежно від того, чи надходять повідомлення миттєво, чи затримуються, що робить її стійкою до атак, заснованих на часі, та мережевих нерегулярностей. Саме тому aBFT став основою сучасної архітектури блокчейну.