什么是区块链共识？
区块链共识机制是一种算法，让数千台计算机在互不信任的情况下就共享的真相达成一致。想象一个满是陌生人的房间，所有人必须就一个账本版本达成一致——这就是这些协议在全球范围内所实现的。
为什么这很重要？共识是每种加密货币和去中心化应用的支柱。Bitcoin的PoW消耗的能源相当于某些国家，而Ethereum转向PoS后能耗降低了99.95%。共识的选择决定了区块链的速度、安全性和环境影响。
📖 深入了解
类比 1
想象一下教室里每个学生都独立写下老师的话。最后，他们交换意见——如果大多数人同意所说的内容，该版本就会成为正式记录。区块链共识就是这样，只不过学生之间不信任，有的甚至会试图作弊。
类比 2
将共识想象成中世纪的城镇公告员系统：在工作量证明中，城镇公告员进行赛跑，只有获胜者才能宣布消息。在权益证明中，最富有的公民轮流发言——如果他们撒谎，他们就会失去财富。在 PBFT 中，每个理事会成员都必须投票，并且在任何公告发布之前必须至少三分之二成员同意。
🎯 模拟器提示
初学者
从工作量证明和 16 个节点开始。按开始并观看矿工竞相创建区块。尝试单击“注入恶意”以查看网络如何处理不诚实的节点。
中级
通过切换共识类型来比较 PoW 和 PoS。请注意 PoS 节点的大小如何根据权益而变化。增加恶意节点以查看网络何时变得脆弱。使用“触发叉”观察链分裂。
专家
使用 PBFT 进行实验，观察 3 阶段投票过程（预准备、准备、提交）。在 n/3 和 n/2 容错模型之间切换。尝试帕累托与平等股权分配，看看财富集中度如何影响验证者的选择。将恶意百分比推至接近拜占庭限制以测试弹性。
📚 术语表
🏆 关键人物
Satoshi Nakamoto (2008)
创建了比特币及其工作量证明共识，解决了无需可信第三方的双重支出问题
Leslie Lamport (1982)
制定了拜占庭将军问题和 Paxos 共识算法，这是分布式系统的基础
Vitalik Buterin (2022)
共同创立以太坊并领导其从 PoW 过渡到 PoS（The Merge），减少了 99.95% 的能耗
Miguel Castro & Barbara Liskov (1999)
开发实用拜占庭容错（PBFT），在异步系统中实现 BFT
Silvio Micali (2017)
创建了 Algorand 的纯权益证明，通过加密抽签实现即时确定
🎓 学习资源
- Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System [paper]
最初的比特币白皮书介绍了去中心化数字现金的工作量证明共识（2008 年） - Practical Byzantine Fault Tolerance [paper]
关于 PBFT 在异步系统中实现高效拜占庭共识的开创性论文 (OSDI 1999) - The Byzantine Generals Problem [paper]
在存在错误或恶意参与者的情况下正式达成共识的基础论文（ACM TOPLAS 1982） - Casper the Friendly Finality Gadget [paper]
以太坊的权益证明最终确定机制将基于链的 PoS 与 BFT 启发的最终确定相结合 (2017) - Ethereum Consensus Specs [article]
有关 PoS 共识机制和合并的以太坊官方文档 - Blockchain Consensus Encyclopedia [article]
涵盖 50 多种共识算法变体并进行比较的综合指南 - Bitcoin Developer Guide — Mining [article]
技术深入探讨比特币的工作量证明挖矿和难度调整 - Cosmos Tendermint BFT Documentation [article]
Cosmos 生态区块链使用的 BFT 共识的参考实现