什么是以太坊共识算法？

什么是以太坊共识算法？ 以太坊是全球排名第二的数字货币。 相信大部分投资者对以太坊都有一定的了解。 但是这些了解大多是最基础的，比如以太坊的价格、发展历史、创始人等等，说到以太坊共识算法，可以说是盲目。 目前共识算法比较普遍，但大部分投资者不知道以太坊属于哪一种。 那么以太坊到底是什么，什么是以太坊共识算法？ 下面详细解释一下什么是以太坊共识算法。

什么是以太坊共识算法？

基于算力的 Ethash 共识算法是在以太网中设计的。 以太坊中共识设计的主要思想是设计一大一小两个数据集。 初始大小为：small：16M缓存； 1G数据集（DAG）

设计大数据集和小数据集的目的是大数据集由小缓存通过计算生成，矿工只能保存大数据集更快地挖矿，避免重复计算的延迟，而轻节点可以保存小缓存来验证。

1.小缓存：

初始大小为16M，以后每30000个区块容量变化一次。

. CN

第一个数字是通过对种子种子的一些操作获得的，然后小缓存中的每个数字都是通过散列前一个数字获得的。 通常，轻节点存储这个小缓存。

2.大DAG：

大型数据集中的元素由小型缓存计算。 在small cache中，通过伪随机序列得到某个位置元素a的值，然后通过计算a的hash得到位置b的值。 经过256次迭代，得到大数据集中的第一个元素，以此类推，直到得到所有DAG元素。

3、挖矿过程

. CN

成功开采以太坊的条件与比特币相同。 要找到一个随机值，必须满足 H(header) = target。

当尝试 nonce nonces 时，在一个大的 DAG 中，在 header 和 nonce 上计算一个初始哈希并将其映射到初始位置 A，然后读取位置 A 和下一个位置 A' 元素的元素，然后计算位置（B 和 B ') 到 (A 和 A') 等等。 迭代64次后，一共读取128个数，最后计算这128个数的哈希值=目标值，否则重新尝试随机数。 如下所示：

. CN

整个挖矿过程如下图所示：

. CN

4.验证过程

验证过程类似于比特币。 给定一个随机数，只需要验证一次。

验证过程类似于挖矿过程。 对所有节点，在内存中保存一个大的DAG，经过64轮计算，可以将最终的哈希值与目标值进行比较； 对于轻节点，先通过小缓存计算出大DAG，然后再计算，之后的过程和全节点一样。

ETH使用的共识协议介绍

以太坊共识机制有四个阶段，分别是Frontier（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都市）和Serenity（宁静）。 以太坊前三个阶段使用的是 POW 共识机。 第四阶段将采用自创的POS机制，称为Casper Betting Consensus，加入惩罚机制，基于POS的思想在记账节点中选择验证者。

. CN

POW即工作量证明，是比特币系统中采用的共识机制。 （本文主要讲解以太坊的共识机制）

说到Casper投注共识，首先要说说POS。 POS是权益证明。 主要特点是工作证明被权益证明取代。 权益最高的节点实现新区块的添加，获得激励收益。 POS共识是为解决POW共识机制的资源浪费和安全缺陷而提出的替代方案。 其本质是用Proof of Stake代替POW中基于算力的工作量证明，系统中拥有最高权益而非最高算力的节点获得区块记账权。 权益体现在节点拥有一定数量的货币，称为币龄或币天数（Coindays）。

币龄是特定数量的币与其最近一次交易的时长的乘积，每笔交易都会消耗一定数量的币龄。 例如，某人在一次交易中收到10个币并持有10天后，将获得100个币龄； 然后他将在花费 5 个硬币后消耗 50 个硬币年龄。 一个时间点的币龄总数是有限的，长期持币者往往拥有更多的币龄，因此币龄可以看作是他们在POS系统中的权益。

投注共识是以太坊下一代共识机制Casper引入的全新概念以太坊到底是什么，属于POS。 Casper 的共识是通过区块达成的，而不是像 POS 那样通过链来达成。

为了防止验证者在不同的世界提供不同的投注，有一个简单而严格的条款：如果你有两次相同的投注序列号，或者如果你提交了 Casper 根据合约无法处理的投注，你将失去所有保证金。 从这一点可以看出，Casper与传统POS的不同之处在于，Casper具有惩罚机制，使得不法节点通过对网络的恶意攻击不仅得不到交易手续费，而且还面临保证金被盗取的风险。没收。

Casper 协议下的验证者需要完成两个活动：区块生成和投注。 详情如下：

区块生产是一个独立于所有其他时间发生的过程，验证者收集交易，当轮到他们生产区块时，他们生产一个区块，对其进行签名并将其发送到网络。 投注过程有点复杂。 目前，Casper 的默认验证器策略旨在模仿传统的拜占庭容错共识：观察其他验证器如何抵押，取值 33%，并进一步向 0 或 1 移动。

客户端确认当前状态的过程是这样的：首先下载所有的区块和赌注，然后使用上面的算法形成自己的意见，但不发表意见； 它只是按顺序在每个高度进行观察，如果一个块的概率高于 0.5，则处理它，否则跳过它。 在处理完所有块之后，结果状态可以显示为区块链的当前状态”。

什么是以太坊共识算法？ 以上就是以太坊共识算法是什么的相关内容。 总之，ethash的基本思想类似于比特币的pow，就是比较随机nonce得到的值和难度，满足条件则挖矿成功，否则继续尝试。 与比特币竞争CPU算力不同，ethash通过生成庞大的数据集和限制内存来增强去中心化，防止ASIC矿机强势算力的垄断。