什么是 Casper：以太坊的友好困扰

Casper 是对以太坊网络的预期升级，是一种权益证明 (PoS) 协议，它将最终确定以太坊区块链的区块（挖矿的终结：以太坊转向权益证明）

GHOST之子Casper

在某种程度上，Casper 是 GHOST 或 Greedy Heaviest Observed Subtree 的儿子。 该协议于 2013 年引入以太坊生态系统，旨在对抗中心化。 快速区块链网络会创建陈旧块，也称为孤立块； 以太坊将它们称为“叔叔”，以将它们与父块和子块区分开来。

叔块验证为有效，但随着更长的链成为主导，网络将丢弃它们。 如果只有最快、最强大的矿工总是通过创建最长的链来获胜，那么中心化就会蔓延到网络中。 因此，以太坊选择奖励叔叔的创建，以便除了最强大的节点之外，还有更多节点在链的构建中有发言权。 关于 GHOST 协议的更多细节，请看这个解释：What is the GHOST protocol for Ethereum?

夜间出现的共识协议

区块链记录了不可变的真实记录，因此添加一个具有最小恶作剧潜力的新区块变得至关重要。 共识协议决定链如何添加块。 工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 是最常见的共识协议。 在 PoW 中，矿工通过解决计算难题将区块添加到链中，从而赢得与其他矿工的竞争。

拥有更快、更强大硬件的矿工具有优势。 这削弱了网络的去中心化和开放的安全漏洞被利用。 PoS 利用博弈论概念来激励良好行为并最大限度地减少不良行为。 PoS 不是矿工相互竞争，而是提供验证者，他们提交存款（股份）以授权提议添加区块。 如果验证者行为不当，就会受到惩罚，他的押金也会被削减。

PoW 在实践中消耗大量电力。 此外，矿工们希望尽可能购买最强大的硬件，以最大限度地提高他们赢得比赛的机会。 PoS 实施减少或可能消除限制性硬件和能源成本。

从墓地转移

Casper 协议是以太坊的 PoS 算法。 验证者将股份存入智能合约。 然后他运行一个节点来参与共识算法，向链提出新的区块。 这使网络保持运行。 Casper the Friendly Finality Gadget (CFFG) 最终确定链上的块。 验证者因行为正确而获得奖励，但系统会削减行为不当的验证者的保证金。

Casper 通过检测违规行为、了解哪些验证者违反了规则并惩罚这些违规者来提供问责制。 它还为新验证者进入系统和现有验证者离开系统提供了一个安全的过程。 安全防御是 Casper 不可或缺的一部分。

Casper 作为一个独立的模块存在，并存在于提案机制之上。 对于以太坊来说，目前底层的提案机制是 PoW。 Casper 的第一次迭代将建立在以太坊现有的 PoW 共识机制之上。 这将使它成为一个混合的 PoW/PoS 系统。 底层的 PoW 机制有助于在未来升级到其他机制。 某种形式的循环法可能会取代 PoW 组件。

那吱吱作响的声音是什么？

从安全的角度来看，作为一个模块化的覆盖层，如果攻击者破坏或破坏其下的区块提议机制，那么 Casper 也是无能为力的。 只要 Casper 继续从提案机制接收有效且合理的输入，它就会继续正常运行。 PoS 的安全性基于奖励和惩罚的博弈论概念。

因此，安全性取决于验证者委托给系统的存款规模。 风险等于回报。 如果一个不诚实的验证者看到有机会窃取 5 个以太币，但他会从他的存款中损失 100 个以太币，那么诚实的行为就会随之而来。 相反，如果一个不诚实的验证者看到有机会窃取 100 个以太币，但只会从他的存款中扣除 5 个以太币，他很可能只会将其视为做生意的成本。

锁链的嘎嘎声

Casper作为一种网络机制，必须保证区块链的完整性，必须一直处于运行状态。

“可靠的安全性”和“合理的活性”定义了 Casper 的两个基本属性。 负责任的安全性可防止两个相互冲突的检查点被最终确定，除非至少有 1/3 的验证者违反规则。 如果至少有 2/3 的验证者遵循协议，则合理的活性保证总是可以在没有任何验证者违反任何规则的情况下完成新的检查点。

在标准的 PoW 设计中，最长的链总是确定的。 Casper 更复杂，并且存在一些极端情况，即简单地使用最长的链是有害的。 因此，Casper 实现了更复杂的逻辑，查看检查点树的根节点并选择满足该标准的最长链。

呼啸而过区块链场

Casper 依赖于博弈论，协议的开发在很大程度上依赖于研究和数学。 它是一个包含许多细节的复杂系统。 2017 年 11 月 15 日，Vitalik Buterin 和 Virgil Griffith 在一篇题为“Casper The Friendly Finality Gadget”的论文中发布了该系统的技术细节，可以在这里找到：Casper The Friendly Finality Gadget

Vitalik 自己的网站上有一份未注明日期且显然更早的文件，该文件使用相同的标题但包含非常不同的内容并且由 Vitalik Buterin 单独创作。 本文档涵盖了 Casper 可以缓解的其他一些潜在安全漏洞，可在此处找到：Casper The Friendly Finality Gadget

2015 年 8 月 1 日，Vlad Zamfir 撰写的 Casper 介绍出现在以太坊博客上：Introducing Casper “the Friendly Ghost”

你有遗言吗？

PoW 共识算法成功。 块插入链中，用户相信生成的链是准确的。 然而，这个过程很慢，消耗大量电力，要有竞争力，矿工需要投资强大的硬件。 Casper 的 PoS 方法利用博弈论来缓解这些问题并确保安全性。

Casper 可能会在夜间遇到一些颠簸，但凭借作为模块化覆盖机制的灵活性，修复问题和编码增强都得到了简化。 至少，Casper 提供了基于研究和数学的创新思维，并可能为进一步创新提供思路。

这 文章 经过 威尔顿桑堡 最初发表于 CoinCentral, 我们的媒体合作伙伴。

威尔顿桑堡
Wilton Thornburg 是一名软件工程师，目前居住在大波士顿地区。