从“中本聪共识”说起，谈谈区块链共识中的“确定性”

开始讨论共识机制中“确定性”概念时，我们先用两个达成共识的场景作为参考。

场景一：一群人决定一起吃饭，其中有几个人是leader，吃什么由他们决定，只要leader们决定“吃火锅”，其他人只能够选择吃/不吃，而没办法决定“吃什么”；

场景二：一群人决定一起吃饭，每个人都可以选择“吃什么”，也可以选择推翻自己之前的决定，只要时间够长，就一定能达成一致；

对比上述两个例子，“吃什么”的确定过程呈现出两种不同的形式：场景一中leader决定“吃火锅”后，结果就不会修改，但是其他参与者可以选择吃/不吃；而在第二种场景中，“吃什么”则是一个不断变化的因素，只要还有一个人没确定“吃什么”，那么他就有概率推翻之前所有人达成的“吃什么”的共识。

上述例子其实描述了共识机制中“确定性”的不同，场景一象征BFT共识，具备“最终确定性”，“吃火锅”是最终确定的，不存在“吃烧烤”的可能；场景二象征“中本聪共识”，具备“概率确定性”，即便达成“吃火锅”的共识，也存在“吃烧烤”的可能性。

同时，我们也不难看出决定确定性的本质特性是共识范围，也就是“谁说了算”，场景一中是leaders，场景二中则是吃饭的所有人。“谁说的算”确定，你就会相信结果不会被修改，“谁说的算”不确定，你就不会相信结果不会被修改。

就目前常见的共识机制而言，“确定性”主要分为两种：“概率确定性”以及“最终确定性”。

“概率确定性”如中本聪共识中“最长链机制”，任何一笔交易都要等待六个区块确认；所有保存到本地的区块链必须是被本地节点验证通过的最长链；只有最长区块链上的区块才能获得系统承认并得到挖矿奖励。

在概率性确定中，包含交易的区块在链上埋得越深，该交易被撤销的可能性越低。

值得注意的是，开发者可以选择通过增加区块确认长度的方式，降低交易被撤销的可能，但是永远无法消除这种可能性，区块总存在被逆转的可能性。只不过鉴于比特币网络中庞大且昂贵的算力成本，不会有人轻易选择砸钱逆转区块；但是这无疑也是一个“隐性炸弹”，一旦区块真的被逆转，交易作废带来的影响难以估量；尤其是当区块链开始尝试融合实体产业时候，在某些场景中，交易可逆性无疑更加可怕。

“最终确定性”往往是是基于拜占庭容错协议（BFT）衍生的共识机制产生的，如Polkadot、YeeCo中的共识算法。在最终确定性逻辑中，一旦交易被包含在区块中并添加到区块链上，该交易就会被立即视为最终确定，而不像比特币的区块只是处于“很可能”被确定的状态。这意味着一旦在区块中达成协议，区块就会最终确定，其中的交易也不能被逆转。

在比特币网络当中，由于“中本聪共识”具备的“概率确定性”，导致区块存在被撤销的可能，最终威胁到系统的安全。典型的例子就是“双花攻击”，当恶意节点累计了 51％ 的挖矿能力，他们就可以通过逆转/撤销区块作恶。不过鉴于比特币网络庞大的算力基础，并不会有人轻易占据如此大规模算力。

而在拜占庭容错机制中，由于“最终确定性”存在，即使有一小部分参与者的行为表现异常，拜占庭容错（BFT） 协议也能正常工作。唯一存在隐患的是拜占庭容错往往需要一个类似“leaders”的团队达成足够多共识才能提交到区块链上，在这一环节中存在作恶的可能性。不过，作恶需要采取区块链分叉的方式，就不仅仅是区块链行为，也涉及到共识参与人的博弈行为，这种博弈也间接降低了分叉的可能性。

如果仅从“交易是否会被撤销”的角度出发，无疑最终确定性更占有优势，尤其是在处理一些能够对应链下世界的权属转移（比如支付，充值等等）行为时，交易可被修改对这些经济活动的破坏是致命的，自然这些场景更倾向于具备“最终确定性”的共识。

但是，区块链并非仅仅承载“交易”类功能，在某些应用场景中也并非只有“是”或者“不是”两种选项，区块可逆不会导致严重后果，那么在这些场景中则更需要相对灵活的“概率确定性”的共识。

综合而言，很难说概率确定性和最终确定性究竟哪种更可行。或许，考虑在概率性确定与最终确定性之间取得适当平衡，更加恰当。

（作者：阿常，内容来自链得得内容开放平台“得得号”；本文仅代表作者观点，不代表链得得官方立场）