區(qū)塊鏈技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)之一，就是能夠在決策權(quán)高度分散的去中心化系統(tǒng)中，使得各節(jié)點(diǎn)高效地針對(duì)區(qū)塊數(shù)據(jù)的有效性和一致性達(dá)成共識(shí)。

由于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)下存在較高的網(wǎng)絡(luò)延遲，各個(gè)節(jié)點(diǎn)所觀察到的事務(wù)先后順序不可能完全一致。因此區(qū)塊鏈系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)一種機(jī)制，對(duì)在差不多時(shí)間內(nèi)發(fā)生的事務(wù)的先后順序進(jìn)行共識(shí)，這種對(duì)一個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的事務(wù)的先后順序達(dá)成共識(shí)的算法被稱為共識(shí)機(jī)制”

共識(shí)機(jī)制被用來(lái)決定區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的記賬節(jié)點(diǎn)，并對(duì)交易信息進(jìn)行確認(rèn)和一致性同步。

以太坊共識(shí)機(jī)制共有四個(gè)階段，即Frontier（前沿）、Homestead（家園）、Metropolis（大都會(huì)）、Serenity（寧?kù)o）。以太坊前三個(gè)階段采用的是POW共識(shí)機(jī)。第四個(gè)階段將采用自己創(chuàng)建的POS機(jī)制，名為Casper投注共識(shí)，這種機(jī)制增加了懲罰機(jī)制，并基于POS的思想在記賬節(jié)點(diǎn)中選取驗(yàn)證人。

POW即工作量證明，是比特幣系統(tǒng)中采用的共識(shí)機(jī)制。（本文主要講解以太坊的共識(shí)機(jī)制）

談起Casper投注共識(shí)，要先說(shuō)POS。POS即權(quán)益證明，主要特點(diǎn)以權(quán)益證明代替工作量證明，由具有最高權(quán)益的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)新塊加入和獲得激勵(lì)收益。POS共識(shí)是為解決POW共識(shí)機(jī)制的資源浪費(fèi)和安全性缺陷而提出的替代方案。它的本質(zhì)是采用權(quán)益證明來(lái)代替POW中的基于哈希算力的工作量證明，是由系統(tǒng)中具有最高權(quán)益而非最高算力的節(jié)點(diǎn)獲得區(qū)塊記賬權(quán)。權(quán)益體現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)對(duì)特定數(shù)量貨幣的所有權(quán)，稱為幣齡或幣天數(shù)（Coindays）。幣齡是特定數(shù)量的幣與其最后一次交易的時(shí)間長(zhǎng)度的乘積，每次交易都將會(huì)消耗掉特定數(shù)量的幣齡。例如某人在一筆交易中收到10個(gè)幣后并持有10天，則獲得100幣齡；而后其花掉5個(gè)幣后則消耗掉50幣齡，顯然采用POS共識(shí)機(jī)制的系統(tǒng)在特定時(shí)間點(diǎn)上的幣齡總數(shù)是有限的，長(zhǎng)期持幣者更傾向于擁有更多幣齡，因此幣齡可視為其在POS系統(tǒng)中的權(quán)益。

投注共識(shí)是以太坊下一代的共識(shí)機(jī)制Casper（鬼馬小精靈）引入的一個(gè)全新概念，屬于POS。Casper的共識(shí)是按區(qū)塊達(dá)成的，而不像POS那樣按鏈達(dá)成。

為了防止驗(yàn)證人在不同的世界中提供不同的投注，還有一個(gè)簡(jiǎn)單嚴(yán)格的條款：如果你兩次的投注序號(hào)一樣，或者說(shuō)你提交了一個(gè)無(wú)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(diǎn)可以看出，Casper與傳統(tǒng)的POS不同的是，Casper有懲罰機(jī)制，這樣非法節(jié)點(diǎn)通過(guò)惡意攻擊網(wǎng)絡(luò)不僅得不到交易費(fèi)，而且還面臨著保證金被沒(méi)收的風(fēng)險(xiǎn)。

Casper協(xié)議下的驗(yàn)證人需要完成出塊和投注兩個(gè)活動(dòng)。具體如下：

出塊是一個(gè)獨(dú)立于其他所有時(shí)間而發(fā)生的過(guò)程，驗(yàn)證人收集交易，當(dāng)輪到他們的出塊時(shí)間時(shí)，他們就制造一個(gè)區(qū)塊，并簽名，然后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。投注的過(guò)程更為復(fù)雜一些，目前Casper默認(rèn)的驗(yàn)證人策略被設(shè)計(jì)為模仿傳統(tǒng)的拜占庭容錯(cuò)共識(shí)：觀察其他的驗(yàn)證人如何投注，取33%處的值，向0或1進(jìn)一步移動(dòng)。

而客戶端確認(rèn)當(dāng)前狀態(tài)的過(guò)程是這樣的：一開始先下載所有的區(qū)塊和投注，然后用上面的算法來(lái)形成自己的意見，但是不公布意見；它只是簡(jiǎn)單地按順序在每個(gè)高度進(jìn)行觀察，如果一個(gè)區(qū)塊的概率高于0.5就處理它，否則就跳過(guò)它。在處理所有的區(qū)塊之后，所得到的狀態(tài)就可以顯示為區(qū)塊鏈的當(dāng)前狀態(tài)”?？蛻舳诉€可以給出對(duì)于最終確定”的主觀看法：如果高度k之前的每個(gè)區(qū)塊形成的意見高于99.999%或者低于0.001%，那么客戶端可以認(rèn)為前k個(gè)區(qū)塊已經(jīng)最終確定。