现在的以太坊,核心共识机制是权益证明(proof of stake,pos),更精确地说,是由casper-ffg与lmd-ghost共同组成的gasper。很多早期内容会把以太坊和ethash直接画上等号,但那属于工作量证明时代。2022年9月15日完成the merge后,以太坊主网停止使用工作量证明和矿工挖矿,区块生产转由质押eth的验证者参与。回答以太坊是什么算法不能只说ethash;对今天的主网而言,主答案是pos共识,ethash则是历史上的挖矿算法。

PoS的核心,是把网络安全从电力与算力竞争,转向验证者的经济质押。单个独立验证者通常需要质押32 ETH,系统再通过RANDAO等机制进行伪随机选择,在每个时隙安排验证者提议区块,其他验证者对区块和链上状态进行见证投票。诚实参与能够获得协议奖励,离线会损失部分收益,双重提议、冲突投票等严重行为则可能触发slashing,也就是销毁部分质押资产并移出验证者集合。这里的算法并不是一条简单的哈希公式,而是一套包含选举、投票、激励和惩罚的完整共识规则。

Gasper内部又分成两层逻辑。Casper-FFG负责推动区块获得确认并最终确定,当足够比例的质押ETH对检查点达成支持后,链上历史会获得更强的不可逆性;LMD-GHOST则承担分叉选择,在同一时隙出现多个候选区块,或不同节点接收区块的时间不一致时,优先选择累计验证者投票权重更高的分支。它和比特币曾经使用的最长链思路不同,更看重质押余额加权后的证明数量。也正因为存在经济惩罚,验证者不能仅靠重复广播或制造分叉来获利。
还要把共识算法与执行算法分开理解。以太坊的EVM,也就是以太坊虚拟机,负责执行转账、智能合约和DeFi交易,本质上是一台各节点都能重复运行的256位栈式虚拟机。Keccak-256主要用于哈希计算,普通外部账户交易通常采用ECDSA签名和secp256k1椭圆曲线,钱包地址则取公钥Keccak-256哈希的最后20字节。这里的Keccak-256也不能简单等同于比特币使用的SHA-256,二者在密码学结构和应用位置上并不相同;验证者密钥则采用另一套BLS体系,用于高效聚合共识投票。

普通用户还容易把Gas当成一种算法。实际上,Gas只是衡量EVM计算量的单位,转账、调用合约、铸造NFT或执行兑换,都要按照消耗的计算资源支付费用,复杂操作通常需要更高的Gas上限。以太坊并不存在一个可以概括全部功能的单一算法:PoS决定网络如何达成共识,Gasper处理最终性与分叉选择,EVM负责执行代码,Keccak-256和secp256k1等密码学组件负责哈希、签名和账户安全。弄清这几层关系,才不会把以太坊使用什么算法误解成现在还能不能用显卡挖ETH。
