Asynchron

Community-Einreichung - Autor: Caner Taçoğlu

Asynchron bedeutet nicht simultan oder geschieht nicht zur gleichen Zeit oder Geschwindigkeit. In der Informatik bezeichnet Asynchronie das Auftreten von Ereignissen, die unabhängig vom Hauptprogramm sind.

In einem asynchronen System werden Operationen nicht durch ein globales Taktsignal koordiniert, sondern durch Ereignisse (Änderungen im System). Asynchrone Systeme sind für ihren zuverlässigen Betrieb nicht von externen Signalen oder Nachrichten abhängig.

Asynchrone Systeme werden oft mit einem modularen Rahmen entworfen. In solchen Systemen kann jedes Modul unabhängig arbeiten und hat die Fähigkeit, mit anderen Modulen zu kommunizieren. Diese miteinander verbundenen Module bilden dann zusammen ein funktionierendes System.

Asynchrone Kommunikation liegt vor, wenn Daten unregelmäßig statt in einem stetigen Strom übertragen werden können. Gängige Beispiele sind E-Mail- oder Online-Foren, in denen die Teilnehmer Nachrichten zu unterschiedlichen Zeiten senden.

Blockchains können asynchrone oder halbsynchrone Netzwerke sein.

Asynchrone Netzwerke liefern den Knoten keine Rückmeldung über den Status der gesendeten Informationen, was dazu führen kann, dass Knoten unterschiedliche Ansichten über den Gesamtzustand des Netzwerks haben. Im Wesentlichen müssen Knoten nicht darauf warten, dass andere Knoten ihre Nachrichten erhalten, was den Transaktionsdurchsatz erhöhen kann.

Semisynchrone Netzwerke zielen darauf ab, sicherzustellen, dass es niemals zu einer Aufspaltung des globalen Zustands des Netzwerks kommt. Wenn das Netzwerk partitioniert ist, verlangsamt sich der Konsens zwischen den Knoten, bis er wiederhergestellt ist.

Asynchrone oder halbsynchrone Blockchain-Netzwerke können entworfen werden, um Konsistenz oder Verfügbarkeit zu priorisieren. Wenn das Netzwerk die Verfügbarkeit priorisieren möchte, werden alle Transaktionen ohne Ausfallzeit hinzugefügt. Wenn das Netzwerk Konsistenz priorisieren möchte, werden einige Transaktionen möglicherweise nicht verarbeitet oder angehalten, bis alle vorherigen Transaktionen bestätigt sind.

Einige Blockchain-Designs verwenden eine Implementierung von Byzantine Fault Tolerance (BFT) namens Asynchronous Byzantine Fault Tolerance (aBFT). Es garantiert mathematisch, dass schließlich ein Konsens erzielt wird, selbst wenn ein Angreifer fast ein Drittel des Netzwerks kontrolliert. Asynchron bedeutet in diesem Zusammenhang, dass keine Annahmen über das Timing getroffen werden.