以太坊共識演算法是什麼？以太坊作為目前全球數字貨幣排行榜第二的存在，相信大多數投資者都對以太坊有一定的瞭解，不過這些瞭解大多數處於最基礎的，比如說以太坊價格、發展歷史、創始人等等，要說到以太坊共識演算法，可以說是一臉蒙圈，目前共識演算法比較常見並不多，而以太坊屬於其中哪種呢，絕大多數投資者都不知道，那麼，以太坊共識演算法是什麼呢？下面鏈報小編就給大家詳細說說以太坊共識演算法是什麼？
以太坊共識演算法是什麼？
以太坊中設計了一套基於POW的Ethash共識演算法。以太坊中共識設計的主要思想是設計一大一小的2個資料集，初始大小是：小：16M的cache 大：1G的dataset(DAG)
設計一大一小的目的是：大的資料集是小的cahce透過計算生成的，礦工為了能更快的挖礦只能儲存大的dataset，以免重複計算耽誤時間，而輕節點只需儲存儲存小的cache即可驗證。
大小資料集的生成原理
1.小cache：
初始大小為16M，容量大小以後每30000個區塊會更改一次。
透過Seed種子進行一些運算得到第一個數，之後在小cache中的每個數都是前一個數取雜湊後得到的，一般輕節點儲存此小cache。
2.大DAG：
大的資料集中的元素都是透過小的cahe計算得到的，小cache中透過偽隨機順序先得到一個位置的元素A的值，再透過A計算雜湊得到B位置的值，迴圈迭代256次後得到了大資料集中的第一個元素，依次類推直到得到全部的DAG元素。
3.挖礦過程
在以太坊中挖礦成功的條件跟比特幣一樣，找到一個nonce值，需要滿足H(header) <= target.
嘗試一個隨機數nonce時，在大的DAG中，透過header及nonce計算出一個初始的雜湊值對映到初始位置A，然後讀取A位置元素和A的相鄰後一個位置A'的元素，再透過(A和A')計算出位置(B和B')，依次類推，迭代64次後，一共讀取出128個數，最後計算這128個數的雜湊值與目標值target比較，若滿足<=target，則挖礦成功;否則重新嘗試nonce。如下圖所示：
整體的挖礦過程如下圖所示：
4.驗證過程
驗證過程跟比特幣類似，給定一個nonce值，只需驗證一次即可。
驗證過程跟挖礦過程類似，對於全節點來說，在記憶體中儲存了大的DAG，只需迴圈計算64次後得到最後的雜湊值與目標值比較即可;對於輕節點來說，首先透過小的cache計算出大的DAG後再計算，後面過程跟全節點一樣了。
ETH使用的共識協議介紹
以太坊共識機制共有四個階段，即Frontier(前沿)、Homestead(家園)、Metropolis(大都會)、Serenity(寧靜)。以太坊前三個階段採用的是POW共識機。第四個階段將採用自己建立的POS機制，名為Casper投注共識，這種機制增加了懲罰機制，並基於POS的思想在記賬節點中選取驗證人。
POW即工作量證明，是比特幣系統中採用的共識機制。(本文主要講解以太坊的共識機制)
談起Casper投注共識，要先說POS。POS即權益證明，主要特點以權益證明代替工作量證明，由具有最高權益的節點實現新塊加入和獲得激勵收益。POS共識是為解決POW共識機制的資源浪費和安全性缺陷而提出的替代方案。它的本質是採用權益證明來代替POW中的基於雜湊算力的工作量證明，是由系統中具有最高權益而非最高算力的節點獲得區塊記賬權。權益體現為節點對特定數量貨幣的所有權，稱為幣齡或幣天數(Coindays)。
幣齡是特定數量的幣與其最後一次交易的時間長度的乘積，每次交易都將會消耗掉特定數量的幣齡。例如某人在一筆交易中收到10個幣後並持有10天，則獲得100幣齡;而後其花掉5個幣後則消耗掉50幣齡，顯然採用POS共識機制的系統在特定時間點上的幣齡總數是有限的，長期持幣者更傾向於擁有更多幣齡，因此幣齡可視為其在POS系統中的權益。
投注共識是以太坊下一代的共識機制Casper(鬼馬小精靈)引入的一個全新概念，屬於POS。Casper的共識是按區塊達成的，而不像POS那樣按鏈達成。
為了防止驗證人在不同的世界中提供不同的投注，還有一個簡單嚴格的條款：如果你兩次的投注序號一樣，或者說你提交了一個無法讓Casper依照合約處理的投注，你將失去所有保證金。從這一點可以看出，Casper與傳統的POS不同的是，Casper有懲罰機制，這樣非法節點透過惡意攻擊網路不僅得不到交易費，而且還面臨著保證金被沒收的風險。
Casper協議下的驗證人需要完成出塊和投注兩個活動。具體如下：
出塊是一個獨立於其他所有時間而發生的過程，驗證人收集交易，當輪到他們的出塊時間時，他們就製造一個區塊，並簽名，然後傳送到網路上。投注的過程更為複雜一些，目前Casper預設的驗證人策略被設計為模仿傳統的拜占庭容錯共識：觀察其他的驗證人如何投注，取33%處的值，向0或1進一步移動。
而客戶端確認當前狀態的過程是這樣的：一開始先下載所有的區塊和投注，然後用上面的演算法來形成自己的意見，但是不公佈意見;它只是簡單地按順序在每個高度進行觀察，如果一個區塊的概率高於0.5就處理它，否則就跳過它。在處理所有的區塊之後，所得到的狀態就可以顯示為區塊鏈的當前狀態”。
以太坊共識演算法是什麼？以上就是以太坊共識演算法是什麼的相關內容。總之，ethash基本思路和比特幣的pow類似，都是不斷隨機nonce得到的值與難度進行比較，滿足條件則挖礦成功，否則繼續嘗試。與比特幣比拼cpu算力不同的是，ethash透過生成一個巨大的資料集，透過限制記憶體來防止具備強大算力的ASIC礦機壟斷，增強了去中心化能力。
