详解以太坊PoS共识Gasper：现在的以太坊是如何运行的？

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

美国总统拜登签署债务上限法案，暂缓债务上限生效至2025年初:6月5日消息，美国总统拜登于6月3日在白宫签署关于联邦政府债务上限和预算的法案，以避免美国政府债务违约。3日时值美东时间的周六，这距离美财长耶伦警告的美国“极有可能”发生债务违约的时限只剩下一天。

这项《2023年财政责任法案》规定，暂缓债务上限生效至2025年初，并对2024财年和2025财年的联邦政府开支作出限制。该法案还规定了收回部分未支配的预算拨款、对某些联邦福利项目实施更严格限制等内容。

该法案生效意味着历时近半年的美国政府债务违约“危机”暂告解除。美国联邦政府债务规模在1月19日达到31.4万亿美元的法定债务上限。围绕债务上限问题的谈判，也是美国国会共和党人重掌众议院后，与拜登政府在重大立法事项上的首次正面“交锋”。[2023/6/5 21:16:05]

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。

Tether市值已达到830亿美元 接近历史新高:金色财经报道，根据CoinGecko的数据，Tether的市值已达到830亿美元，逼近2022年5月创下的832亿美元的历史新高。然而，Kaiko分析师发现，Tether的供应量增加了，但交易量却没有相应增加。Tether主要用于集中交易所的交易，与其他稳定币对相比，Tether占据了50%的市场份额。在去中心化交易所，USDT仅拥有约20%的市场份额。

推动USDT市值增长的因素也可能是3月份币安的BUSD稳定币和USDC的去挂钩事件。促成Tether市值攀升的另一个因素是它在 Tron 上的增长。[2023/5/24 15:21:40]

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。

SPACE ID推出生态系统赠款计划，申请截止日期为7月31日:5月9日消息，去中心化通用域名协议SPACE ID推出生态系统赠款计划SPACE ID GrantProgram，第一轮项目的提交日期为5月9日至7月31日，SPACE ID赠款计划将提供200美元至5,000美元的赠款，项目选择和拨款分配将每两到四个星期进行一次。

据悉，参与该赠款计划的项目必须满足：1、基于/支持BNB Chain或ArbitrumOne/Nova；2、具有集成的SPACE ID域(.bnb/.arb)，或建立在SPACE ID生态系统之上；3、拥有功能齐全的主网版本，公开供所有人使用。[2023/5/9 14:51:59]

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。

Luxor挖矿产出最大的比特币区块，包含Taproot Wizard NFT:2月2日消息，比特币矿业公司Luxor于2月1日挖矿了有史以来最大的比特币区块，该区块大小为3.96MB，略低于比特币的4 MB限制。该区块包含一个基于原始“magic internet money”meme NFT ，但名称为Taproot Wizards，NFT的交易费用为209美元（尽管可能只是支付给自己）。

NFT出现在比特币社区的一场争论中，争论的焦点是这些NFT是否是比特币区块链的合理使用，或者它们是否是垃圾邮件，应予以劝阻，甚至消除。Luxor似乎在证明这些都属于比特币。（TheBlock）[2023/2/2 11:43:56]

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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