ASP:详解以太坊PoS共识Gasper：现在的以太坊是如何运行的？_Speedcash

原文作者：@LuozhuZhang

原文编译：0x711，BlockBeats

众所周知，PoS以太坊的共识协议是「Gasper」，它是在LMD-GHOST之上应用CasperFFG构建的。所以要想搞清楚完整的以太坊共识协议，就必须了解这两个部分。此外，这些设计真的很有趣。我打算梳理一下这两个协议的背景和演进，以及它们简单的工作流程。

PoS共识算法的三大流派如下：

1.Nakamoto-inspired

2.PBFT-inspired

3.CBCCasper

金色午报｜1月15日午间重要动态一览:7:00-12:00关键词：Bitfinex、Crocs、Abra、SHIB

1.Bitfinex将从3月1日开始不在为加拿大安大略省的客户提供服务；

2.Crocs申请NFT商标，进军NFT领域；

3.以太坊链上NFT销售总额突破150亿美元 创下历史新高；

4.LinkedIn：2021年加密职位发布增长 395%；

5.加密投资管理平台Abra启动机构加密资产管理业务；

6.CGH计划投资1500万美元发展加密相关项目；

7.推特“大V”Pentoshi透露已投资“一些”SHIB；

8.CityDAO Discord管理员帐户遭黑客入侵，被盗95000美元资金；

9.Strike App 在阿根廷不支持比特币，仅支持USDT。[2022/1/15 8:51:00]

Nakamoto-inspiredPoS是一种基于链的算法，模拟在PoW中挖矿。它通过伪随机选择验证者来创建新区块。其在2012年的「Peercoin」论文中首次提出，peercoin是基于权益证明共识的第一个加密货币。

金色午报 | 10月5日午间重要动态一览:7:00-12:00关键词：V神、Rollups、门头沟、暗网

1.V神：没有分片的Rollups仍可将吞吐量提高100倍。

2.OKEx CEO：门头沟交易所将补偿债权人14万枚比特币。

3.Kyber提议将网络费参数从0.2%降到0.1%，或将提升交易费。

4.观点：以太坊社交量接近6个月低点即将进入积累阶段。

5.研究人员：DeFi比传统金融科技公司更具优势。

6.全球执法部门近日逮捕179名暗网用户 缴获超650万美元加密货币等收益。[2020/10/5]

PBFT-inspiredPoS基于多年对拜占庭容错的研究。在2014年的「Tendermint」论文中首次提出。一般来说，这些算法会选择一个代表账本规范交易的唯一链。

金色午报 | 3月11日午间重要动态一览:7:00-12:00关键词：学习时报、重庆市委常委、区块链工程专业、Huobi Lite

1.学习时报：构建“智治”模式 将区块链等技术融入社会治理之中。

2.重庆市委常委：利用区块链技术赋能高质量发展。

3.火币发布APP Huobi Lite 支持多种加密货币交易。

4.韩国首尔市将推出汽车工业综合信息系统 应用区块链技术防伪。

5.四川高校本科专业有增有撤 区块链工程专业在川设立。

6.Gemini 2月报告：GUSD的发行流通量增加至396.87万枚。

7.BTC余额等于或大于0.1 BTC的地址数量已创历史新高。

8.WBTC中锁定的比特币数量超过闪电网络容量。

9.美、布原油均小幅上涨 黄金报1656.58美元/盎司。[2020/3/11]

Casper直接继承了BFT算法，做了一些修改。CBCCasper是由@VladZamfir提出的，有一些很好的资料可以更充分地解释它。

V神的CBCCasper教程

VladZamfir写的CBCCasper历史

CBCCasper介绍视频

虽然以太坊最终选择了CasperFFG而不是CBCCasper，但对CBCCasper的研究也很有价值，比如满足以太坊需求的分叉选择规则「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和动态验证者机制，这些都是非常重要的特性。

CasperFFG用于保证「最终性」，这在PoW中是不存在的。简单来说，每个验证者都会对检查点进行投票，经过两轮投票后，检查点将被「最终确定」。

所有最终确定的检查点都成为规范链，所有忠诚节点都同意他们永远不会逆转这条链。「最终检查点」之后的区块可以随意分叉，但之前的区块不允许分叉。

CasperFFG除了通过「最终性」来保证区块链安全外，还引入了slashing条件来惩罚所有违反规则的验证者，所有违反规则的验证者都将被跟踪和惩罚。

除此之外，CasperFFG是无需许可的，pBFT通过一个列表来维护共识，只有列表中的人才能成为参与者。CasperFFG构建了动态验证者机制，所有验证者可以自由进出。CasperFFG用于保证「最终性」和「安全性」，负责确认区块的最终状态，但不负责创建新区块，所以它需要底层区块链和分叉选择规则。

以太坊使用的分叉选择规则是基于GHOST，该规则最早在2013年的一篇论文中提出。2017年，@VladZamfir在CBCCasper工作时，他尝试将GHOST与Casper结合，产生了一个变种「LMD-GHOST」。

区块链允许分叉，当出现不同的分支时，应该选择哪条链继续添加后续新区块，需要分叉选择规则。PoW使用的是最长链规则。思路是锻造最长的链需要最多的算力，所以这条链是最可信的。所以当所有矿工添加新区块时，他们会默认在最长的链上添加。

GHOST的思路与此类似，其选择票数最多的链而不是高度最长的链，LMD-GHOST做了一些修改，只考虑最近的投票。

LMD-GHOST的规则很简单：

-从创世区块开始；

-每次有分叉，选择票数多的分支；

-重复，直至找到blockleaf；

-返回链的头部；

这是CasperFFG和LMD-GHOST的演变以及它们如何工作，它们共同保证「安全」「活性」。LMD-GHOST允许提议者随时创建新区块，新区块将按照分叉选择规则添加到权重最大的链上。虽然CasperFFG将根据所有验证者的投票最终确定一个规范链。所有忠诚节点默认接受规范链，从而获得安全。

共识真的很有意思，以太坊对PoS的研究始于2014年，2022年完成了合并。这是一条漫长而曲折的道路，过程中诞生了许多奇妙的想法、设计和工程。

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