以太坊共识算法有哪些

1. 以太坊架构是怎么样的

以太坊最上层的是DApp。它通过Web3.js和智能合约层进行交换。所有的智能合约都运行在EVM（以太坊虚拟机）上，并会用到RPC的调用。在EVM和RPC下面是以太坊的四大核心内容，包括：blockChain, 共识算法，挖矿以及网络层。除了DApp外，其他的所有部分都在以太坊的客户端里，目前最流行的以太坊客户端就是Geth（Go-Ethereum）

2. 以太坊的共识机制切换成POS对挖矿有什么影响

随着今年以太坊网络升级到2.0版本，共识机制将向PoS转换，这将对矿工产生巨大影响。矿工的选择有两个，一是出售挖矿设备买入ETH来适应PoS的Staking机制；二是将矿机切换到其他支持GPU矿机的网络。美国采矿设备经销商Kaboomracks的代表Nick Foster表示，大多数ETH的矿工会选择后者。

以太坊升级至2.0版本PoS机制后，矿工可能将矿机切换到其他网络
由于以太坊终于准备在今年晚些时候启动其以太坊2.0升级，从而消除了长期的拖延，因此该网络将开始走向权益证明模型。

因此，网络将放弃工作量证明共识算法，从而使以太（ETH）矿工的选择余地很少。由于他们的设备将变得过时，因此他们将被迫开始开采山寨币，或重新获得ETH抵押者资格。那么，以太坊挖矿的现状如何？随着即将到来的过渡，整个行业将会发生什么？

GPU v.ASIC

以太坊共识目前基于PoW系统，该系统类似于比特币（BTC）。因此，以太坊的采矿过程几乎是相同的，因为矿工使用他们的计算资源来获得他们设法完成的每个区块的奖励。

但是，这些过程之间仍然存在主要差异。尽管比特币挖矿已几乎完全依赖于ASIC（大型，响亮的机器，专门为加密货币挖矿而设计，这些机器大多聚集在电价便宜的地区），但以太坊的PoW哈希算法Ethash旨在支持全球芯片制造商（例如， Nvidia和AMD。正如加密货币挖矿池F2Pool的全球业务总监Thomas Heller在与Cointelegraph的一次对话中解释的那样，GPU比ASIC便宜得多且易于访问。

“由于ASIC是非常专业的机器，因此当新一代产品发布时，这通常是一次巨大的技术飞跃。因此，它们的哈希率要高得多，并且能源效率要比前一代更好。这意味着那些制造商已经花了很多钱来研究和开发它。他们的机器通常很昂贵，而GPU的价格却便宜得多。”

海勒补充说，那些使用GPU矿工的人“拥有更大的灵活性，可以挖掘。” 例如，很受欢迎的Nvidia GeForce GTX 1080 Ti卡可以开采15种以上的不同货币，而ASIC单元通常仅支持一种货币。

尽管如此，以太坊网络并不能完全不受ASIC矿工的影响-至少在目前状态下如此。在2018年4月，比特大陆发布了Antminer E3，这是一种专门为挖掘以太坊而生产的ASIC。尽管以每秒180兆哈希的散列速率和800瓦的功耗而广受赞誉，但它还是受到以太坊社区的不同反应。插入ASIC后，相当一部分GPU钻机所有者似乎遭受了利润损失，而有些甚至被迫切换到其他网络。

“在白皮书中，ETH必须具有抗ASIC能力。我希望说白皮书代表某事” 是 ar / EtherMining主题中有关Antminer E3宣布之时讨论该主题的最高评论之一。另一位Reddit用户争辩说：“ 800美元仅适用于180mh” 。“分叉或死于民族。”

一些以太坊用户继续建议Bitmain的挖掘设备可以导致更大的集中度，从而增加51％攻击的可能性。不久，一群开发人员提出了“程序化的工作量证明”或ProgPoW，它是当前以太坊算法Ethash的扩展，旨在使GPU更具竞争力，从而促进分散化。

根据ProgPoW共同创建者Kristy-Leigh Minehan 于3月发表的论文，以太坊的哈希率大约40％由Bitmain ASIC产生。Poolin的副总裁Alejandro De La Torre是ETH的第六大池，他向Cointelegraph确认，以太坊网络的“ GPU挖掘仍然占主导地位”，并补充说：

“目前，ETH挖矿的利润不高，GPU设备的管理门槛和成本都高于Asic设备。与Asic设备相比，GPU设备更加灵活，您可以使用其他算法切换到其他硬币。”

ProgPoW尚未集成到以太坊中，目前尚不清楚何时会最终实现-3月，以太坊核心开发人员正在争论ProgPoW是否会在将近两个小时内真正使网络受益并未能达成共识。值得注意的是，一位Bitmain代表此前曾告诉Cointelegraph，这家采矿硬件巨头不打算延长Antminer E3的使用寿命，使其在2020年10月之后开始运营：“据我们所知，采矿大约在10月或此后的某个时候结束。”

安全但不确定的未来

的确，以太坊将来会远离采矿。以太坊2.0计划于2020年晚些时候推出，是区块链上的主要网络升级，旨在将其当前的PoW共识算法转移到矿工为虚拟的PoS（称为“块验证器”）。

更具体地，考虑到用户在网络中的财富或他们的“利益”来随机选择它们。换句话说，PoS验证者选择投入的硬币越多，作为奖励的积累的硬币就越多。

根据以太坊联合创始人Vitalik Buterin的说法，由于过渡，网络将比比特币的网络更安全，攻击成本更高，尽管在加密社区中关于共识算法更好的争论已经持续了多年。但是，目前尚不清楚何时启动以太坊2.0，因为据报道，许多错误和管理问题都在延迟该过程。

PoS系统的另一个假定好处是，它比PoW区块链具有更高的能源效率。根据Digiconomist的数据，该加密货币的年化总足迹为每小时59.31太瓦，这可与整个希腊的电力消耗相媲美。然而，由于2019年7月的一份报告估计比特币的开采量中有74％是使用可再生能源完成的，因此比特币对环境的危害似乎并不那么严重。

实际的以太坊矿工会怎样？根据作为以太坊2.0路线图一部分的Casper升级的文档，该网络最初将支持同时包含PoW和PoS的混合模型，因此，为块验证器和GPU / ASIC矿工提供了一定的空间。Skale Network的首席执行官Jack O'Holleran告诉Cointelegraph：“肯定会有两个网络同时运行的过渡时期。” Scale Network的首席执行官（基于以太坊的区块链平台）对这一过程进行了详细说明：

“大多数ETH1过渡到ETH2当然需要时间-可能是数年而不是数月。关于此过渡缓慢的好消息是，DApps和DeFi平台将能够基于生存能力，安全性和采用的现实世界证据，随意闲逛。这对以太坊生态系统是一个积极的影响。”

挖还是不挖？

一旦以太坊完全在PoS轨道上运行，矿工将有两种选择。一种是出售设备，并用这笔钱来积累更多的ETH并开始抵押，另一种是GPU矿工专用的选择，就是简单地切换到其他Ethash网络并开采山寨币。美国采矿设备交易商Kaboomracks的代表Nick Foster告诉Cointelegraph，大多数ETH矿工将选择后者：

“我想说的是，大多数矿工并没有真正进入以太坊或特定代币的开采。是的，有一定数量的矿藏并持有，但我反对这样的观点，即大量的山寨币矿工在任何时间都持有其硬币。”

Foster接着描述了他如何使用3GB GPU单元开采Ethash点对点区块链资产Ravencoin（RVN），一旦它无法开采ETH，他便说：“这是开采乌鸦，我立即向BTC出售稳定的缘故，然后卖给美元以支付我的权力。我会说很多人正在采用这样的策略。”

正如Foster总结的那样，他希望ETH矿工跳出网络，而新参与者-那些没有在电力基础设施或钻机上投资的人-将对ETH持股。他描述了以下情况：

“我无法想象，如果我找到了一个具有0.04美元电力的五年期租赁，我正在开采ETH，我决定卖掉所有东西，然后继续支付租金，这样我就可以将ETH作为股份持有。替代。”

采矿固件公司Asic.to的创始人马克·弗雷萨（Marc Fresa）在与Cointelegraph的一次对话中同意了这一观点：“如果您投资于采矿业，那么您就不会赌注，因为您有足够的发展空间。”

可能从PoW矿工离开以太坊中受益的主要山寨币之一是以太坊经典（ETC），这是区块链的一种更为保守的版本，据报道没有PoS相关计划。由于它也运行在Ethash算法上，由于以太坊2.0的启动可能导致矿工迁移，因此其哈希率可能会出现明显的峰值。

ETH的更大的矿池留有类似的选择。当被问及公司的以太坊在PoW之后的计划时，海勒告诉Cointelegraph，在以太坊PoS升级公告发布之后，F2Pool于2018年初推出了一家姐妹公司，名为story.fish。由于切换延迟了无数次，所以story.fish已开始为其他PoS和委派的PoS项目（例如Tezos（XTZ），Cosmos（ATOM）和Cardano（ADA））提供抵押服务。对于普林来说，由于向PoS过渡，它“可能暂时放弃支持ETH开采”，De La Torre告诉Cointelegraph。

其他顶级ETH矿池，即Nanopool，Ethermine，矿池中心，SparkPool和SpiderPool，均未回复Cointelegraph的置评请求。

3. 区块链共识机制

PoW：工作量证明 (Proof of Work，简称 PoW ) ，简单的解释就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作。因为监测工作的整个过程通常是极为低效的，而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量，则是一种非常高效的方式。比如现实生活中的毕业证、驾驶证等等，都是通过检验结果的方式所取得的证明。这就是说，你获得多少币，取决于你对挖矿贡献的有效工作。简单的理解，你电脑性能越好，你获得的收益就会越多，这就是根据你的工作量来执行币的分配。大部分的数字货币，比如比特币、莱特币等等，都是基于 PoW 模式的虚拟货币(算力越高、挖矿时间越长，你获得的币就越多)。
PoS：PoS 是一种在公链中的共识算法，可作为 PoW 算法的一种替换。PoW是保证比特币、当前以太坊和许多其它区块链安全的一种机制，但是 PoW 算法在挖矿过程中因破坏环境和浪费电力而受到指责。PoS 试图通过以一种不同的机制取代挖矿的概念，从而解决这些问题。
PoS 机制可以被描述成一种虚拟挖矿。PoS 主要依赖于区块链自身里的代币。在PoW 中，一个用户可能拿 1000 美元来买计算机，加入网络来挖矿产生新区块，从而得到奖励。而在 PoS 中，用户可以拿 1000 美元购买等价值的代币，把这些代币当作押金放入 PoS 机制中，这样用户就有机会产生新块而得到奖励。在 PoW 中，如果用户花费 2000 美元购买硬件设备，当然会获得两倍算力来挖矿，从而获得两倍奖励。同样，在 PoS 机制中投入两倍的代币作为押金，就有两倍大的机会获得产生新区块的权利。

4. 区块链公链都有哪些

区块链有公有区块链、联合（行业）区块链、私有区块链。公链有点对点电子现金系统：比特币、智能合约和去中心化应用平台：以太坊。

区块链为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

区块链（Blockchain），为比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。

(4)以太坊共识算法有哪些扩展阅读

根据区块链网络中心化程度的不同，分化出3种不同应用场景下的区块链：

1、全网公开，无用户授权机制的区块链，称为公有链；

2、允许授权的节点加人网络，可根据权限查看信息，往往被用于机构间的区块链，称为联盟链或行业链；

3、所有网络中的节点都掌握在一家机构手中，称为私有链。

联盟链和私有链也统称为许可链，公有链称为非许可链。

区块链特征

1、去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心管制，除了自成一体的区块链本身，通过分布式核算和存储，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出最本质的特征。

2、开放性。区块链技术基础是开源的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

3、独立性。基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法)，整个区块链系统不依赖其他第三方，所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据，不需要任何人为的干预。

4、安全性。只要不能掌控全部数据节点的51%，就无法肆意操控修改网络数据，这使区块链本身变得相对安全，避免了主观人为的数据变更。

5、匿名性。除非有法律规范要求，单从技术上来讲，各区块节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行。

5. 区块链共识机制，拜占庭将军问题是什么

POW完全依靠用经济激励的方式来大量增加记账参与者， 从而稀释作恶节点的比例， 或者说大幅增加作恶的成本， 做假账者需要控制或者贿赂更多的节点。这是一种简单粗暴的共识机制， 在算法上没有优化过，但是又非常可行， 现在体量最大的两条区块链， 比特币和以太坊都是用POW挖矿的方式。
POW虽然不是最优，但是现在最最切实可行的共识算法。例如比特币、莱特币、DECENT都是采用的POW证明机制。

6. 以太坊经典是什么

1.什么是以太经典？

ETC(Ethereum Classic)是以太坊在1,920,000个块后硬分叉出的分叉币种，功能和以太坊极为类似。ETC秉承去中心化理念，支持区块链保证的共识机制。ETC坚信，区块链一旦开始运行，它的发展方向就不被任何中心团队所左右，而是按照参与整个网络人员的共识和全网算力的共识所决定。

2016年7月份进行的以太坊区块链硬分叉旨在将被黑客盗窃的The DAO资金转移到一个由投资者掌控的账户，并让旧的交易记录被历史遗忘。大多数以太坊开发者都参与了这次逆转，交易所、创业公司和该生态系统中的其他成员也参与了。几天之后，该项目恢复了常态。但是并非所有人都想将旧的交易记录忘记。于是一小部分矿工继续使用原来的区块链，以此作为一种抗议，他们将硬分叉描述为是对The DAO这个废弃项目的抽资行为。于是Ethereum Classic(ETC)就诞生了。

2.详细参数

中文名：以太经典 英文名：Ethereum Classic 英文简称：ETC

研发者：以太经典团队 核心算法：Ethash 共识证明：POW

发布日期：2016/7/20 区块时间：约15-17秒/块

货币总量：固定为2.1亿，最高不超过2.3亿，每500万个区块减速20%，第一次减产时间预计为2017年12月

主要特色：独立的加密货币

7. 区块链的共识机制是什么优缺点有哪些

区块链的共识机制有很多，说一个影响力最大的比特币背后的pow共识机制，好处是安全 不可篡改 全球流通 缺点是速度太慢了 一秒钟只能处理7笔交易

8. 以太坊分叉是遵循什么推理逻辑

以太雾EthereumFog，简称：ETF，是以太坊Ethereum的分叉链，是为了解决以太坊所缺乏的分布式存储和分布式计算能力而生，后期会切换为POW+POS混合挖矿。原生Coin为ETF。
接下去，简单阐述下之所以做出“分叉概念币”的推理逻辑：

1、利益的需求。针对这一点，内参从来不掩饰。现在的分叉，或多或少都夹杂着背后利益团体的诉求。追求利益，追求高效的资金投资回报率是永恒的主题。

中国有句古话叫：一鼓作气，再而衰，三而竭。比特币经过多次的分叉，价格被推上新高，已经成为很多人“买不起”的标的，并且由于单价的高昂，使得分叉带来的糖果越来越没吸引力，用句玩笑话就是：比特币稍微一哆嗦，也许你心心念念的糖果钱就跌进去了。

基于此，主力何尝不明白。那么，就顺理成章转而向其他主链寻求分叉利益。以太坊作为全球市值第二大数字货币，无论从规模还是群众基础，都是最佳的选择对象。

当然，以太之后，还会有别的分叉主链被瞄上，我们不妨拭目以待。

2、进化的需求。这一点其实应该放在首位，但是在投机氛围下，反而成了容易被忽视的点。

我们不得不承认，现在的比特币也好，以太坊也罢。要想真正大规模商用，还存在诸多的问题，而且每个问题都是一块硬骨头。一只“猫”给以太坊造成了不小的麻烦，有计划说，一些团队正在依葫芦画瓢，开发“狗、兔子”等以太坊链上养成游戏。以太坊对于技术（扩展性、处理能力、并发量、延时性等）的需求已经迫在眉睫。

而基于共识的分叉，是受大家欢迎的，也是必需的。

一切未完待续，大幕一旦拉开，分叉潮将滚滚而来。

9. 区块链几大共识机制及优缺点

首先，没有一种共识机制是完美无缺的，各共识机制都有其优缺点，有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。
1.pow( Proof of Work）工作量证明
一句话介绍：干的越多，收的越多。
依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。
优点：
1)算法简单，容易实现；
2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识；
3)破坏系统需要投入极大的成本；
缺点：
1)浪费能源；
2)区块的确认时间难以缩短；
3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；
4)容易产生分叉，需要等待多个确认；
5)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；
2.POS Proof of Stake，权益证明
一句话介绍：持有越多，获得越多。
主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是Pow的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和时间，等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度
优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。
缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。
DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。
BitShares社区首先提出了DPoS机制。
与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。
DPoS的工作原理为：
去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。
网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。
该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。
成为代表：
成为一名代表，你必须在网络上注册你的公钥，然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。
授权选票：
每个钱包有一个参数设置窗口，在该窗口里用户可以选择一个或更多的代表，并将其分级。一经设定，用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下，用户不会创建特别以投票为目的的交易，因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下，某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。
保持代表诚实：
每个钱包将显示一个状态指示器，让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块，那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。如果任何代表被发现签发了一个无效的区块，那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。
抵抗攻击：
在抵抗攻击上，因为前100名代表所获得的权力权是相同的，每名代表都有一份相等的投票权。因此，无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代表，可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是，由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址，这种特定攻击的威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接，将使妨碍他们生产区块变得更为困难。
优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。
缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。
3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错
介绍：在保证活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。
在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator / Commander）或成员计算机 （Member /Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。
而拜占庭问题的可能解决方法为：
在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。
1）系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证。
2）共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求。
3）共识效率高，可满足高频交易量的需求。
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据
下面说两个国产的吧~
4.dBFT： delegated BFT 授权拜占庭容错算法
介绍：小蚁采用的dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。
此算法在PBFT基础上进行了以下改进：
将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；
将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；
为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；
在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。
优点：
1)专业化的记账人；
2)可以容忍任何类型的错误；
3)记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；
4)算法的可靠性有严格的数学证明；
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；
以上总结来说，dBFT机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。
5.POOL验证池
基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。
优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。
缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。