Was ist die Fork Choice Rule?

In der Blockchain-Technologie ist die Fork Choice Rule ein Protokoll, das zur Auflösung von Forks innerhalb der Blockchain verwendet wird und die kanonische Version der Blockchain-Historie bestimmt. Ein Fork in einer Blockchain kann auf natürliche Weise entstehen, wenn zwei Miner Blöcke zu ähnlichen Zeitpunkten produzieren, oder er kann das Ergebnis von Netzwerkverzögerungen oder Angriffen sein. Die Fork Choice Rule ist entscheidend für die Aufrechterhaltung des Netzwerkkonsens und der Sicherheit, indem sie sicherstellt, dass alle Knoten sich auf ein einzelnes, kontinuierliches Hauptbuch einigen.

Zweck und Funktionalität

Die Fork Choice Rule hilft Knoten zu entscheiden, welche konkurrierende Blockchain sie übernehmen sollen, wenn mehrere Versionen existieren. Diese Regel ist in dezentralen Umgebungen essentiell, wo es keine zentrale Autorität gibt, die die gültige Kette vorschreibt. Sie stellt sicher, dass das Netzwerk zu einer einzigen Historie konvergiert und verhindert damit Doppelausgaben und andere Arten von Betrug.

Gängige Fork Choice Rules

Longest Chain Rule (Nakamoto Konsens): Diese Regel wird überwiegend in Proof of Work (PoW) Blockchains wie Bitcoin verwendet und besagt, dass die gültige Kette diejenige mit dem meisten akkumulierten Proof of Work ist, typischerweise die längste Kette. Knoten folgen automatisch der längsten Kette, die sie empfangen, und betrachten diese als die kanonische Blockchain.
Last Finalized Block Rule: Diese Regel wird in einigen Proof of Stake (PoS) Systemen verwendet und wählt die Kette aus, deren letzter finalisierter Block die höchste Blocknummer hat. Diese Methode basiert auf dem Konzept der Finalität, bei dem bestimmte Blöcke nach der Bestätigung durch eine Supermehrheit von Validatoren irreversibel werden.
Greatest Cumulative Weight Rule: Bei diesem Ansatz wird jedem Block ein Gewicht basierend auf bestimmten Kriterien (wie der Stake-Größe in PoS) zugewiesen, und die Kette mit dem größten kumulativen Gewicht wird als kanonische Kette ausgewählt.

Beispiel: Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 führt eine Fork Choice Rule namens LMD GHOST (Latest Message Driven Greediest Heaviest Observed SubTree) ein. Diese Regel berücksichtigt die neuesten Nachrichten von Validatoren, um den Kopf der Blockchain zu bestimmen. Sie kombiniert die Ideen der schwersten Kette (ähnlich der längsten Kette in PoW) und der neuesten Abstimmungen oder Attestierungen durch Validatoren und bietet damit eine dynamische und robuste Methode zur Kettenauswahl, die Sicherheit und Skalierbarkeit verbessert.

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