了解以太坊上周发生了什么

在 5 月 11 日星期四和 5 月 12 日星期五，以太坊遇到了一个意想不到的问题，该问题总共中断了大约两个小时的区块最终确定性。在两次网络中断期间（我们不愿将其称为 LI.FI 中断），新区块仍在生产，但由于技术问题，区块没有最终确定。

最终确定性的缺乏可追溯到以太坊的 Prysm 客户端中的一个错误，该客户端被 37% 的节点使用，并且在这两种情况下都得到了相当快的解决，最终确定性在周四的几分钟内和周五的大约一个小时内恢复。

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在这两种情况下，由于网络的客户端多样性，以太坊恢复了最终交易的功能。以太坊开发人员 Danny Ryan如此解释中断和随后的最终恢复：“由于异常情况，以太坊上的许多 CL 客户端都经历了高负载。Lighthouse 之所以没有，是因为设计方法不同。这让网络在整个事件期间保持在线（40% 到 50% 的区块），直到其他客户端赶上来并最终确定网络。”

虽然目前令人担忧，但上周的最终测试很可能对整个以太坊生态系统来说是健康的，因为保持和强调客户端多样性对于保持去中心化审查阻力等中心加密特征非常重要。话虽如此，现在可能是回顾“最终性”概念的好时机——因为它是区块链总体运作方式的一个关键方面，在桥接空间中绝对至关重要。

理解术语最终性

Finality 是帮助 dApp 和用户相信交易是安全和不可逆的（又名不可变的）的概念。最终性影响所有类型的协议，但对于跨链桥而言，最终性问题尤其重要，最坏的情况可能是灾难性的。

虽然上周以太坊出现问题期间没有报告与桥接相关的重大问题，但了解区块链的最终确定性如何影响桥接对我们来说很重要。

重申一下，术语“最终性”指的是交易（或数据块）被添加到区块链并且可以被认为是不可撤销确认的时刻（编者注：或者被逆转或更改的概率可以忽略不计）。

大多数区块链，包括比特币和以太坊，都是基于概率最终性的思想构建的，随着更多区块被添加到链中，交易被逆转的可能性会降低。不同的链采用不同的方法来确保块在某个时间点后不会被还原。在比特币的例子中，一笔交易被认为在 6 次确认后有 99.99% 的可能性是不可逆的（这大约需要 60 分钟，每块 10 分钟）。

重要的是要理解，具有 6 个确认的区块与具有较少确认的区块没有任何区别。它只是代表一个点，在这个点上，等待时间被认为足以让大多数实际用例安全地确定交易被逆转的可能性不大。本质上，在等待一个有 6 个确认的区块后，用户可以确定他们的交易不会因为链重组或 51% 攻击而被撤销。

然而，即使在交易达到“概率最终性”之后，也很少有区块链社区可能集体决定撤销交易的情况。例如，在以太坊 DAO 被黑客攻击后，以太坊被硬分叉，通过将链回滚到黑客攻击发生前的一个区块来恢复攻击者的交易。

除了像以太坊共识客户端中的错误或罕见的区块链经历基于社会共识的重组这样的同链最终性担忧之外，不同区块链之间不同的最终性时间也为跨链交易带来了令人担忧的限制。

这些限制导致包括 Vitalik 在内的许多人对跨链应用持悲观态度。

让我们更详细地了解这些问题。

终结性及其如何应用于桥梁

与掉期等简单交易的最终性相比，桥接交易的最终性本质上更加复杂和风险更大，因为每笔交易都涉及多个区块链，每个区块链都有不同的共识机制和实现最终性的时间。

桥梁协调不同区块链之间的状态变化。这种协调涉及将状态信息从一个区块链（称为源链）传输到一个或多个其他区块链（称为目标链），并在目标链上实施所需的状态修改（也称为 txs）。

为使该过程有效运行，需要做出两个基本假设。

1) 源链的状态被认为是有效的和最终的

2）链可以及时执行所需的状态更改（没有明显的延迟）

如果桥可以等待足够长的时间让源链 100% 确认最终性，然后再在目标链上执行交易，一切都会正常进行。

然而，我们生活在一个一切都需要“即时”的世界——否则用户体验会被认为是糟糕的。因此，桥接器试图通过添加与最终性相关的信任假设来创造近乎即时的桥接体验，这会产生风险边缘情况：如果在执行桥接交易后链无法实现最终性，会发生什么？

在这种情况下，对于即时或过快地移动资产和数据的桥梁，目标链和其他连接的链将与源链具有不一致的信息……这可能导致最坏的情况，例如双重支出，攻击可能会在这种情况下发生在不同的区块链上多次使用相同的资产。这可能会给用户带来重大损失。

为了解决这个问题，桥接事务也需要回滚。这将意味着恢复源链和目标链（以及其他连接的网络）以使交易无效。然而，考虑到这样的问题将如何跨链扩展，这不太可能成为可能。

例如，假设一个用户正在寻找空投，并且在 10 分钟内，他们将资金从 Ethereum 桥接到 Polygon 桥接到 Optimism 桥接到 Arbitrum 并使用四个不同的 dApp 和三个不同的桥接器来做到这一点。在以太坊受到 51% 攻击并且链需要回滚到用户从以太坊到 Polygon 的初始桥接交易无效的时间段的情况下，现在他们桥接的所有链都会出现不一致的状态并在之后进行了互动。

现在将其推断到现实世界中，每分钟以太坊上有数千笔交易，资金桥接至数十个区块链。所有这些链上的状态都会存在不一致，并且在回滚的情况下，几乎不可能纠正所有链上的状态。

结果，即使以太坊最近出现技术问题并且没有最终确定期，攻击者也可能打赌该链在没有重组的情况下恢复运营，并桥接大量资金以造成严重破坏。

此外，在上周以太坊的最终确定性问题期间，桥接器继续像正常情况下一样运行——在 x 次确认后执行交易（因桥接器而异）并在目标链上释放资金。虽然这次没有发生任何事情，因为以太坊没有重组，但这并不意味着未来不会发生重组，这将导致：

有限合伙人在过桥交易中失去锁定的资金，而
burn 和 mint 桥在源-目的地链上的余额不一致，这意味着支持桥接资金的资金将会减少，从而导致跨多个链的 DeFi 生态系统的级联不一致。

桥梁如何解决终结性问题？

如果我们相信空间将随着连接它们的多条链和桥梁而继续发展，那么我们如何设计能够解决其中一些基本攻击向量的桥梁？以下是一些方法和注意事项：

通过牺牲速度换取安全性，仅传达源链中已最终确定的状态。大多数桥接器都采取措施解决事务状态上下文中的最终性问题，并采用一些启发式方法来根据底层区块链的属性确定最终性。
LP 及时向最终用户提供资金并在可用时从消息传递桥接受资金的桥接机制。这消除了用户的风险，因为最终风险由 LP 或桥梁设计中的其他参与者（如 Across 中的 Relayer）承担，而用户立即收到他们的资产。
仅使用安全链。区块链重组（又名硬分叉）的可能性在去中心化程度较低、经济安全性较低且验证者较少的区块链中较高。例如，过去我们看到像 Ethereum Classic 这样经济安全性较弱的链由于 51% 攻击（2020 年 8 月每周发生两次）而容易受到重组，因此可以公平地说它有更高的机会未来面临类似的攻击。相反，正如以太坊的案例所示，由于客户端多样性导致的去中心化，网络能够恢复运营。因此，通过连接具有足够安全性和去中心化的区块链，桥梁可以通过限制其对其他链的传染来减少一条链中最终失败的影响。
使用速率限制和交易规模上限来减轻此类故障的潜在影响。
对于像 Algorand 和 Solana 这样具有确定性终结性（100% 保证交易不可逆转）的区块链，可以考虑构建和使用支持确定性终结性的桥梁。