为什么区块链网络选择异步设计：速度与一致性的权衡

当我们谈论区块链中的异步系统时，我们描述的是操作不依赖于中央时钟或协调时间的网络。相反，节点独立处理交易并根据需要进行通信。这一基本设计选择塑造了整个网络的行为。

异步区块链是如何实际工作的

在异步区块链中，节点不需要等待彼此或外部信号来继续操作。它们在一个模块化框架内独立运行，每个节点可以以自己的速度处理数据和传递消息，而不需要同步。这种独立性有一个主要优势：更高的交易吞吐量，因为网络不会因为较慢的参与者而出现瓶颈。

然而，这种自由是有代价的。在纯异步网络中，节点无法实时反馈交易状态，这可能导致不同的节点对网络状态有不同的看法。这是因为没有关于时间的全球共识——现在发送的消息可能稍后到达，从而导致暂时的不一致。

半同步妥协

半同步网络试图平衡这些紧张关系。它们旨在通过确保全球状态保持统一来防止网络分裂。如果网络被分区，协议暂时会减慢，直到连接恢复。这种方法为可靠性牺牲了一些速度。

异步和半同步之间的选择取决于网络的优先级：

• 可用性优先: 所有交易在不中断的情况下被添加，但节点可能会暂时对状态产生分歧
• 一致性优先: 某些交易可能会暂停，直到之前的交易完全确认，确保每个人看到相同的真相

拜占庭容错：技术解决方案

为了应对异步网络的风险，许多区块链设计实现了异步拜占庭容错(aBFT)。这种方法在数学上保证了即使攻击者控制了网络的三分之一，最终也会达成共识。

关键创新：在此背景下，“异步”意味着对消息时序没有假设。该系统无论消息是即时到达还是延迟，都能正常工作，使其在面对基于时序的攻击和网络不规则性时具有鲁棒性。这就是为什么aBFT已成为现代区块链架构的基石。