15、共识算法全解析：从基础到前沿

共识算法全解析：从基础到前沿

在分布式系统和区块链领域，共识算法起着至关重要的作用，它确保了系统中各个节点之间能够就某些数据或状态达成一致。本文将深入探讨多种常见的共识算法，包括它们的原理、工作流程以及优缺点。

1. 活性与终止性

活性通常意味着最终会有好的事情发生，而终止性作为活性的一个重要属性，要求每个诚实节点最终都能对某个值做出决策。

2. 容错算法分类

主要有两种类型的容错算法：崩溃容错（CFT）算法和拜占庭容错（BFT）算法。

2.1 CFT 算法

2.1.1 Paxos 算法

• 简介 ：由 Leslie Lamport 开发，是最基础的分布式共识算法，能在不可靠通信环境下就某个值达成共识。它使用 2F + 1 个进程来确保网络在进程崩溃故障（良性故障）时的容错能力，例如在一个三节点网络中，Paxos 可以容忍一个节点的崩溃故障。
• 工作流程 ：
  1. 准备阶段 ：提案者向所有接受者广播 <prepare(n)> 消息。
  2. 接受阶段 ：如果提案 n 是接受者迄今为止响应的最高提案，接受者会以确认消息 <ack(n, v, s)> 响应。提案者等待从大多数接受者那里收到指示所选值的确认消息。
  3. 接受消息发送