4.5 课程PPT：以太坊的共识机制与挖矿

4.5 以太坊的共识机制与挖矿 01 以太坊区块链的价值与创新思维共识机制 分布式系统，以太坊与共识机制 分布式系统 由多个主机通过异步通信组成的网络集群 去中心化分布式账本的本质需要共识机制：一种解决在不可靠网络中如何保证账本数据的一致性和正确性的方法。 02 区块链第一版与创新思维 以太坊共识机制：Frontier 版本2：家园 版本3：大都会 版本4：宁静 目前以太坊共识机制，以太坊的共识机制有四个版本。 使用PoW共识机制 现阶段使用PoS共识机制 未来规划需要节点提供一定数量的token凭证来竞争区块链记账权 如何解决记账权中心化问题 03 区块链与创新思路 如何解决记账 中心化问题的一种解决方案是根据持有货币的数量和时间来竞争记账权。 持币量 持币时间 币龄 100 30天 3000x = 找到一个PoS区块 = 币龄清零 清零365币龄 = 0.05 币龄从区块开始 04 区块链与创新思维 Casper共识协议 Casper：共识协议中的节点基于押金的经济激励，作为“锁定押金的验证者”，必须先支付押金，才能参与区块生成和共识。 Casper 共识协议通过直接控制这些存款来约束验证者的行为。 具体来说，如果验证者做了任何 Casper 认为“无效”的事情，他的保证金将被罚款，出块和参与共识的权利也将被取消。

保证金的引入解决了经典PoS协议中做坏事成本很低的问题。 05 区块链与以太坊挖矿的创新思维原理 以太坊目前的共识机制是PoW，使用的算法是Ethash，是Dagger-Hashimoto算法的改进版。 挖矿过程大致如下：（1）对于每个区块，先计算一个种子，种子只与当前区块的信息相关，然后根据种子生成一个32M的随机数据集（Cache）。 (2) 根据随机数据集Cache生成一个1GB的数据集DAG（有向无环图）以太坊共识机制，这是一个完备的搜索空间。 挖矿过程是从DAG中随机选择元素（类似于比特币挖矿Search for a suitable Nonce）然后进行hash运算，可以快速从Cache中计算出DAG指定位置的元素，然后进行hash确认。 这里要求周期性的更新Cache和DAG，每1000个block更新一次，并且规定DAG的大小随时间线性增长，从1G开始，每年增长7G左右。 一、挖矿流程 06 区块链与创新思维 以太坊挖矿原理 二、挖矿步骤 第一步：生成钱包（钱包可通过本地钱包软件或交易平台等获取） 第二步：拥有一台电脑，将电脑调至挖矿最高效的状态（以太坊挖矿主要是显卡，显卡决定了挖矿的速度；主板和电源很大程度上决定了矿机的稳定性。） 第三步：下载挖矿软件，开始挖矿（目前主流挖矿软件是Claymore-Dual-Miner)