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回答>ブロックチェーン の基礎について学ぶ>ブロックチェーン のファイナリティとは？ // Tags
ブロックチェーン ファイナリティトランザクションのファイナリティブロック確認
要約： ブロックチェーン ファイナリティとは、トランザクションが恒久的に確定し、取り消し、変更、または台帳からの削除ができなくなる時点のことです。各ブロックチェーン は、数秒から数分という範囲で、それぞれ独自の方法と速度でファイナリティに達します。開発者 は、確定したトランザクションのタイミングがユーザー のユーザー体験、セキュリティ、および資金に影響を与えるため、ファイナリティについて理解しておく必要があります。
わかりやすい説明
ブロックチェーン の取引は、「送信」をクリックした瞬間に確定するわけではありません。取引はネットワークに送信され、バリデーターやマイナーによって処理され、ブロックに組み込まれます。それでも、ネットワークが再編成（リオーガナイゼーション、通称「リオーガ」）された場合、その取引が取り消される可能性のある期間が通常存在します。ファイナリティとは、その期間が終了する瞬間のことです。
小切手を郵送する時と同じだと考えてみてください：
それを郵便受けに入れるのは、取引内容を公に知らしめるようなものです。
郵便局がそれを引き取ることは、取引がメンプールに入るようなものです。
銀行に届く小切手は、ブロックへの組み込みのようなものです。
銀行が支払いを処理し、資金が確実に移動するまでは、支払いは確定しません。「ブロックチェーン 」の確定性とは、この最後の段階、つまり取り消しが事実上または数学的に不可能になる時点を指します。
各ブロックチェーン では、これをそれぞれ異なる方法で定義しています：
Bitcoin 確率的なファイナリティを採用しています。トランザクションの上位に新しいブロックが追加されるたびに、そのトランザクションの取り消しは指数関数的に困難になります。6回の確認（約60分）を経ると、Bitcoin のトランザクションは、ほとんどの用途において安全であると見なされます。
Ethereum プルーフ・オブ・ステークに移行して以来、Casper FFGを採用している。バリデーター委員会は、およそ12～13分ごとにチェックポイントを確定させるための投票を行っている。確定済みの取引を元に戻すには、攻撃者がステークされたETH全体の少なくとも3分の1をバーンする必要があり、それは経済的に壊滅的な打撃となるだろう。
Solana Proof of HistoryとProof of Stakeを組み合わせることで、約400ミリ秒でシングルスロットのファイナリティを達成しています。by 。今後予定されているAlpenglowアップグレードでは、これを150ミリ秒未満に短縮することを目指しています。
確定性はどのようにして達成されるのでしょうか？
ブロックチェーン のコンセンサスメカニズムは、ファイナリティを実現します。
プルーフ・オブ・ワーク（PoW）では、ファイナリティは確率的なものです。マイナーは最も長いチェーンを延伸し、新しいブロックが追加されるたびに、それ以前のブロックを覆すためのコストは指数関数的に高くなります。
プルーフ・オブ・ステーク（PoS）およびビザンチン耐故障性（BFT）システムでは、バリデーターがブロックに対して投票を行います。過半数（通常はステークされた価値の3分の2）が合意に達すると、そのブロックは確定します。これを覆そうとすれば、莫大な量のステークが失われることになります。
コンセンサス設計によって、そのチェーンが確率的、決定論的、あるいは経済的なファイナリティを提供するかどうか、またその速度がどの程度になるかが決まります。
ファイナリティの種類
開発者 いくつかの種類の確定性について理解しておくべきである。
確率的ファイナリティとは、トランザクションが新しいブロックが追加されるたびに安全性が向上する一方で、取り消される可能性がごくわずかに常に残っていることを意味します。Bitcoin やその他のプルーフ・オブ・ワーク（PoW）チェーンはこのモデルを採用しています。取り消される確率は、確認回数が増えるごとに指数関数的に低下しますが、ゼロになることはありません。
決定論的（あるいは絶対的）なファイナリティとは、ファイナライズされたトランザクションは、コンセンサスプロトコルそのものを破綻させない限り、取り消すことができないことを意味します。Ethereum （マージ後）のようなプルーフ・オブ・ステーク（PoS）チェーンや、多くのBFTベースのチェーンは、この仕組みで動作しています。十分な数のバリデーターがブロックを承認し、そのブロックがファイナリティチェックポイントに達すると、そのブロックは永続的なものとなります。
経済的なファイナリティもこれと密接に関連しています。決定論的なファイナリティを持つブロックチェーンであっても、真の保証は経済的なものです。すなわち、ファイナライズされた取引を元に戻そうとすれば、ステーキングされた価値の大部分が失われるため、合理的な主体であれば誰もそのような試みを行わないでしょう。Ethereum の場合、ファイナライズされたブロックを1つ元に戻すには、1,100万ETH以上（ステーキングされている全ETHの3分の1）をバーンしなければならないことを意味します。
即時的なファイナリティは、一部の新しいブロックチェーンやレイヤー2ネットワークが目指す目標です。例えば、Avalanche では、バリデーター同士が合意に達するまで互いの選好を繰り返しサンプリングし、このプロセスは数秒で完了します。一部のレイヤー2ロールアップでは、near のように、シーケンサーによる「ソフト」な即時ファイナリティを提供しています。ただし、真のファイナリティは、ロールアップの証明やデータがレイヤー1で確定するタイミングに依存します。
確率的ファイナリティと決定論的ファイナリティ
ファイナリティモデルは2つのタイプに分類されます。確率的ファイナリティは、新しいブロックが追加されるたびに確実性が高まりますが、完全な確実性に達することはありません。一方、決定論的ファイナリティは、コンセンサスによってブロックが確定した時点で、そのブロックが元に戻されることがないことを保証します。以下の表は、この2つを比較したものです。
| 確率的確定性 | 決定論的ファイナリティ |
|---|
コンセンサス | プルーフ・オブ・ワーク | プルーフ・オブ・ステーク（PoS）またはBFT |
反転リスク | 指数関数的に減少するが、ゼロになることはない | 一度確定すれば、数学的に不可能となる |
確認 | 複数のブロックが完了するまで待つ | 単一のファイナライゼーション・チェックポイント |
チェーンの例 | Bitcoin,Litecoin,Dogecoin | Ethereum,Avalanche,BNB Smart Chain |
トレードオフ | シンプルで、ゆったりとした確実さ | より迅速な確実性、より複雑な合意形成 |
「Time to Finality（TTF）」とは何ですか？
「Time to Finality（TTF）」とは、ユーザー がトランザクションを送信してから、ネットワークがそのトランザクションが取り消されないと保証するまでの総時間を指します。これは、署名とブロードキャストから、トランザクションを確定させるコンセンサス・チェックポイントに至るまでの期間です。
TTFは、開発者 が実際に重視している数値です。これは、取引所やブリッジに対し、取引を決済済みとみなすまでにどれくらいの時間を待つべきかを示します。TTFが低いほど、処理は高速で応答性も高くなりますアプリ 。どれくらいの時間待つべきかは、関与する金額の大きさによって異なります。
主要分野にわたる決定性ブロックチェーン
各ブロックチェーンは、それぞれ異なるコンセンサス設計を通じて最終確定に至り、その速度も大きく異なります。以下の表は、最も広く利用されているネットワークにおける取引の決済方法を示しています。
ブロックチェーン | コンセンサス | ファイナリティ型 | 確定までの概算期間 |
|---|
Bitcoin | プルーフ・オブ・ワーク | 確率論的 | 約60分（6回の確認） |
Ethereum | プルーフ・オブ・ステーク（Casper FFG） | 決定論的かつ経済的 | 約12～13分（2エポック） |
Solana | プルーフ・オブ・ヒストリーとプルーフ・オブ・ステーク | 楽観的、シングルスロット | 今日の秒単位の計測。Alpenglowを使用して、約150ミリ秒を目標としています。 |
Avalanche | 「スノーマン」と「Avalanche 」の共通点 | 決定論的 | 約1～2秒 |
BNB Smart Chain | 迅速なファイナリティを備えたステークド・オーソリティの証明 | 決定論的 | 約2～3秒 |
これらの数値は概算であり、プロトコルのアップグレードに伴い変動します。本番環境でこれらを信頼する前に、各ネットワークの公式ドキュメントで最新のファイナリティ保証を確認してください。
最終性対不変性
「ファイナリティ」と「不変性」は、しばしば同じ意味であるかのように使われますが、実際には異なります。「不変性」とは、台帳に書き込まれたデータを編集できないことを意味します。一方、「ファイナリティ」とは、ネットワークが取引が恒久的であり、チェーンから再編成によって除外されることはないという点で合意に達したことを意味します。ブロックの内容は固定されていても（immutable ）、ファイナリティが確定する前に再編成によってそのブロックが孤立した場合、取引は取り消される可能性があります。 ファイナリティとは、その可能性を排除する保証のことです。
なぜ「確定性」が重要なのか開発者
ファイナリティは、アプリの構築方法に影響を与えます。
分散型取引所は、残高を更新する前に、取引が実際に決済されたタイミングを把握しておく必要があります。
2つのチェーンを結ぶブリッジが、ファイナリティを時期尚早に認定してしまうと、二重支払いの攻撃を受けやすくなります。ユーザー は、送信元チェーン上で預入が確実に確認される前に、受信先チェーン上で引き出しを行うことが可能になります。
決済：決済の確定性とは、加盟店が購入を確定するまでに待つべき期間を定めるものです。
DeFi：これは、清算のタイミング、オラクルの更新信頼性 、およびMEV（最大抽出可能価値）戦略に影響を及ぼします。
NFTマーケットプレイス ：所有権の移転が安全に表示できるタイミングを判断します。
クロスチェーン・ブリッジ：送信元チェーンと送信先チェーン間のファイナリティの不一致は、ブリッジの悪用が引き起こされる主な原因の一つである。
ブロックの再編成（reorg）は、弱最終性が実際にどのような形をとるかを示す例です。再編成は、ネットワークが直近のブロックを別のブロックに置き換える際に発生します。通常、2人のバリデーターがほぼ同時に競合するブロックを生成し、ネットワークがどちらか一方を選ばざるを得なくなった場合に起こります。置き換えられたブロック内のトランザクションは、削除されたり、順序が入れ替えられたりすることがあります。再編成への対応策を講じていないアプリ では、後に消えてしまう「ファントムトランザクション」が表示されることがあり、ユーザー を混乱させ、実際の損失を招くリスクがあります。
Quicknode におけるファイナリティの処理方法
Quicknodeのインフラストラクチャは、ファイナリティを念頭に置いて構築されています。Quicknode Streamsブロックチェーン のデータは、組み込みの再編成処理機能により、確定順で配信されるため、ネットワークが再編成された場合でも、アプリケーションは一貫性のあるデータを取得できます。確認のポーリングや、by による再編成の追跡を で行う必要はありません。Streams は、確定したブロック、レシート、およびトレースの「正確に1回」の配信を保証します。これにより、楽観的な仮定ではなく、確定した状態に依存するアプリ の構築がはるかに容易になります。
QuicknodeのCore APIでは、サポートされているネットワーク全体の最新ブロックデータと確定済みブロックデータの両方が提供されるため、ユースケースに応じて必要な確認レベルを選択できます。レスポンシブなUIを実現するには最新のブロックデータを使用し、トランザクションの決済時には確定済みデータを使用してください。
イベント駆動型アプリケーションの場合、 Quicknode Webhooks 新しいブロックが確定した瞬間や再編成が発生した瞬間にバックエンドに通知できるため、絶え間ないポーリングを行うことなく、確定した状態に応じて対応することができます。
参考資料
よくある質問
ブロックチェーン のファイナリティにはどれくらい時間がかかりますか？
その所要時間は、Avalanche やSolana といったチェーンでは1秒未満から、Ethereum での完全な確定にはおよそ12～13分、Bitcoin での6回の確認によるセキュリティ確保には約1時間までと幅があります。どの程度の時間待つべきかは、取引の金額によって異なります。
ブロックチェーン の「finality」は「immutability」と同じものですか？
いいえ。「不変性」とは、一度書き込まれたデータは編集できないことを意味しますが、「ファイナリティ」とは、ネットワークがトランザクションが取り消されたり、チェーンから再編成されたりしないことを保証することを意味します。ブロックはimmutable であっても、ファイナリティに達するまでは取り消すことが可能です。
ブロックチェーン の中で、ファイナリティが最も速いのはどれですか？
主要ネットワークのうち、Avalanche 、BNB Smart Chain 、およびSolana は、数秒以内、あるいはそれより短い時間で決済を完了します。Solana が今後実施予定の「Alpenglow」アップグレードでは、決済確定時間を約150ミリ秒とすることを目標としています。
「リオーガナイゼーション」とは何ですか？また、それは「ファイナリティ」とどのように関連しているのでしょうか？
リオーガニゼーション（再編成）とは、ネットワークが最近追加されたブロックを、競合するブロックに置き換えることを指します。ファイナリティとは、リオーガニゼーションが取引に影響を及ぼさなくなる時点のことです。そのため、アプリケーションでは、資金が決済済みとして扱われる前に、ファイナリティが確立されるのを待つ必要があります。
開発者 において、ファイナリティはなぜ重要なのでしょうか？
ファイナリティは、残高、取引、ブリッジ転送、および所有権の変更について、いつ安全に処理できるかを決定します。これを誤って判断することは、クロスチェーン・ブリッジの悪用や二重支払いの攻撃の主な原因となるため、安全なアプリケーションを構築するには、各チェーンのファイナリティの保証を理解することが不可欠です。
