眾所周知,PoS以太坊的共識協議是「Gasper」,它是在LMD-GHOST之上應用CasperFFG構建的。所以要想搞清楚完整的以太坊共識協議,就必須了解這兩個部分。此外,這些設計真的很有趣。我打算梳理一下這兩個協議的背景和演進,以及它們簡單的工作流程。
PoS共識算法的三大流派如下:
1.Nakamoto-inspired
2.PBFT-inspired
3.CBCCasper
Nakamoto-inspiredPoS是一種基于鏈的算法,模擬在PoW中挖礦。它通過偽隨機選擇驗證者來創建新區塊。其在2012年的「Peercoin」論文中首次提出,peercoin是基于權益證明共識的第一個加密貨幣。
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PBFT-inspiredPoS基于多年對拜占庭容錯的研究。在2014年的「Tendermint」論文中首次提出。一般來說,這些算法會選擇一個代表賬本規范交易的唯一鏈。
Casper直接繼承了BFT算法,做了一些修改。CBCCasper是由@VladZamfir提出的,有一些很好的資料可以更充分地解釋它。
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V神的CBCCasper教程
VladZamfir寫的CBCCasper歷史
CBCCasper介紹視頻
雖然以太坊最終選擇了CasperFFG而不是CBCCasper,但對CBCCasper的研究也很有價值,比如滿足以太坊需求的分叉選擇規則「LMD-GHOST」。CasperFFG由V神和VirgilGriffith在2017年提出,引入了justification和finalization的概念,并引入了slashingconditions和動態驗證者機制,這些都是非常重要的特性。
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CasperFFG用于保證「最終性」,這在PoW中是不存在的。簡單來說,每個驗證者都會對檢查點進行投票,經過兩輪投票后,檢查點將被「最終確定」。
所有最終確定的檢查點都成為規范鏈,所有忠誠節點都同意他們永遠不會逆轉這條鏈。「最終檢查點」之后的區塊可以隨意分叉,但之前的區塊不允許分叉。
美股三大指數收盤漲跌不一,標普500指數跌0.17%:金色財經消息,行情顯示,美股三大指數收盤漲跌不一,納指跌0.5%,本周累漲2.15%;標普500指數跌0.17%,本周累漲0.36%;道指漲0.23%,本周累跌0.13%。其中,納指、標普500指數周線三連漲。[2022/8/6 12:06:03]
CasperFFG除了通過「最終性」來保證區塊鏈安全外,還引入了slashing條件來懲罰所有違反規則的驗證者,所有違反規則的驗證者都將被跟蹤和懲罰。
除此之外,CasperFFG是無需許可的,pBFT通過一個列表來維護共識,只有列表中的人才能成為參與者。CasperFFG構建了動態驗證者機制,所有驗證者可以自由進出。CasperFFG用于保證「最終性」和「安全性」,負責確認區塊的最終狀態,但不負責創建新區塊,所以它需要底層區塊鏈和分叉選擇規則。
以太坊使用的分叉選擇規則是基于GHOST,該規則最早在2013年的一篇論文中提出。2017年,@VladZamfir在CBCCasper工作時,他嘗試將GHOST與Casper結合,產生了一個變種「LMD-GHOST」。
區塊鏈允許分叉,當出現不同的分支時,應該選擇哪條鏈繼續添加后續新區塊,需要分叉選擇規則。PoW使用的是最長鏈規則。思路是鍛造最長的鏈需要最多的算力,所以這條鏈是最可信的。所以當所有礦工添加新區塊時,他們會默認在最長的鏈上添加。
GHOST的思路與此類似,其選擇票數最多的鏈而不是高度最長的鏈,LMD-GHOST做了一些修改,只考慮最近的投票。
LMD-GHOST的規則很簡單:
-從創世區塊開始;
-每次有分叉,選擇票數多的分支;
-重復,直至找到blockleaf;
-返回鏈的頭部;
這是CasperFFG和LMD-GHOST的演變以及它們如何工作,它們共同保證「安全」+「活性」。LMD-GHOST允許提議者隨時創建新區塊,新區塊將按照分叉選擇規則添加到權重最大的鏈上。雖然CasperFFG將根據所有驗證者的投票最終確定一個規范鏈。所有忠誠節點默認接受規范鏈,從而獲得安全。
共識真的很有意思,以太坊對PoS的研究始于2014年,2022年完成了合并。這是一條漫長而曲折的道路,過程中誕生了許多奇妙的想法、設計和工程。
責任編輯:Felix
“有人害怕孫哥會不會把我割了,明牌告訴你,放心不會割...,如果一不小心....,觀察我的笑容,摔杯為號,你懂的".
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