爲什麼區塊鏈網路選擇異步設計：速度與一致性的權衡

當我們談論區塊鏈中的異步系統時，我們描述的是操作不依賴於中央時鍾或協調時間的網路。相反，節點獨立處理交易並根據需要進行通信。這一基本設計選擇塑造了整個網路的行爲。

異步區塊鏈是如何實際工作的

在異步區塊鏈中，節點不需要等待彼此或外部信號來繼續操作。它們在一個模塊化框架內獨立運行，每個節點可以以自己的速度處理數據和傳遞消息，而不需要同步。這種獨立性有一個主要優勢：更高的交易吞吐量，因爲網路不會因爲較慢的參與者而出現瓶頸。

然而，這種自由是有代價的。在純異步網路中，節點無法實時反饋交易狀態，這可能導致不同的節點對網路狀態有不同的看法。這是因爲沒有關於時間的全球共識——現在發送的消息可能稍後到達，從而導致暫時的不一致。

半同步妥協

半同步網路試圖平衡這些緊張關係。它們旨在通過確保全球狀態保持統一來防止網路分裂。如果網路被分區，協議暫時會減慢，直到連接恢復。這種方法爲可靠性犧牲了一些速度。

異步和半同步之間的選擇取決於網路的優先級：

• 可用性優先: 所有交易在不中斷的情況下被添加，但節點可能會暫時對狀態產生分歧
• 一致性優先: 某些交易可能會暫停，直到之前的交易完全確認，確保每個人看到相同的真相

拜佔庭容錯：技術解決方案

爲了應對異步網路的風險，許多區塊鏈設計實現了異步拜佔庭容錯(aBFT)。這種方法在數學上保證了即使攻擊者控制了網路的三分之一，最終也會達成共識。

關鍵創新：在此背景下，“異步”意味着對消息時序沒有假設。該系統無論消息是即時到達還是延遲，都能正常工作，使其在面對基於時序的攻擊和網路不規則性時具有魯棒性。這就是爲什麼aBFT已成爲現代區塊鏈架構的基石。