CESS机制详解 (2)：区块链层与随机选取轮值(R²S)共识节点机制

对于任何一个区块链项目而言，基于区块链的共识层是最重要的底层架构，共识层的设计直接决定了整体网络的效率、安全性、去中心化程度等问题。当下众多新公链的崛起，很大程度上也是因为以太坊在 DeFi Summer 应用爆发后，链承载能力不足的问题被放大而导致的流量外溢。

相较于单纯的公链，存储公链虽然是一个比较细分的功能性网络，但对于数据处理效率的要求并不亚于一般公链。究其原因，还是由于当下公链为了追求效率，很多时候链上仅仅作为最终状态确认的场所，而将较多的复杂内容放在链下执行。

作为 Web3.0 底层基础设施，去中心化云存储网络 CESS（Cumulus Encrypted Storage System）在设计之初秉持着对去中心化理念的坚持，在“信息上链”层面做到了尽可能的满足，并利用高效的链上处理效率来避免去中心化带来的低效问题，在“分散”和“高效”两个对立面上做到了很好的平衡。

1.随机选取轮值共识节点机制（R²S）

为了在提高链上事务处理效率的同时又可以实现节点的去中心化，CESS 采用了创新的随机选取轮值共识节点机制（R²S）来实现区块打包以及其他链上事务。正如字面上所看到的，该机制中完成链上共识的节点是轮值的，也就是说会随着时间的推移而变化。另一方面，所谓的“轮值”，在选择上也是“随机”的，单从字面意思来看，CESS 在一个时间窗口内会由一定数量的轮值节点负责共识的维护，并且通过选取的随机性来保证去中心化程度。

不过，真实的 R²S 并不如字面上看起来那么简单。

1.1 如何实现“随机”与“轮值”

其实区块链最重要的点是共识问题，但在解释 R²S 的共识机制之前，需要先介绍一下该机制中节点相关的问题。

R²S 机制允许所有希望成为节点运营者的用户可以自由地加入候选节点，但在每一个时间窗口内（例如每 1 万个区块），只选取11个正式的轮值节点参与出块。而未参与出块的候选节点，也可以通过参与数据预处理流程来为自己的工作能力提供证明，从而参与下一轮的正式轮值节点选取。在这个过程中，网络对每个节点都会进行信誉评分，当节点在工