編者按：本文來自PolkaWorld（ID：gh_6c4c2038ddba），Odaily經授權轉載。
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區塊鏈節點使用共識引擎在區塊鏈狀態上達成統一。本文介紹了區塊鏈系統中共識的基本原理，共識如何與Substrate 框架中的runtime 交互，以及框架中可用的共識引擎。
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區塊鏈runtime 是一個狀態機[1]。它有一些內部狀態和狀態轉換功能，允許它從當前狀態轉換到未來狀態。在大多數runtime 中，有些狀態具有到多個未來狀態的有效轉換，但必須選擇一個轉換。
一些初始狀態，叫做“創世”
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最終（當前）狀態
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Aura (Round Robin)
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PoW
在中心化系統中，中心化的權限通過按照他們看到的順序記錄狀態轉換，在相互排斥的備選方案中進行選擇，並在發生衝突時選擇競爭備選方案中的第一個。在去中心化系統中，節點將看到不同順序的交易，因此它們必須使用更精細的方法來排除交易。更複雜的是，區塊鍊網絡力求容錯，這意味著即使某些參與者不遵守規則，系統也應繼續提供共識的數據。
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Substrate 提供多種區塊構造算法，還允許你創建自己的：
BABE (基於插槽)
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分叉選擇規則是一種算法，它獲取一個區塊鏈並選擇“最佳”鏈，從而選擇應該擴展的鏈。 Substrate 通過SelectChain 展現了這個概念。
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最長鏈規則
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GHOST 規則
PoW
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區塊生產
在像比特幣這樣的PoW 系統中，任何節點都可以在任何時候生成一個塊，只要它解決了計算密集的問題。解決這個問題需要CPU 時間，因此礦工只能根據計算資源的比例生成塊。
插槽
Substrate 提供了一個PoW 塊生產引擎。
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插槽
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基於插槽的共識算法必須有一組已知的驗證人，這些驗證人可以生成塊。時間被分配到不同的插槽中，在每個插槽中只有一些驗證人可以產生塊。在每個插槽中，驗證人可以編寫塊的細節因引擎而異。 Substrate 提供Aura 和Babe，這兩個都是基於插槽的區塊生產引擎。
最終性
任何系統中的用戶都想知道他們的交易何時完成，區塊鏈也不例外。在一些傳統的系統中，最終性發生在收據被移交或文件被簽署時。
在使用最終性小工具的系統中，必須修改分叉選擇規則以考慮最終性遊戲的結果。例如，節點將選擇包含最近完成的塊的最長鏈，而不是選擇最長鏈的周期。
Aura
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BABE
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PoW
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GRANDPA
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為了適應這些共識特徵，Substrate 有一個DigestItem 的概念，一個從節點的外部（共識所在的地方）傳遞到runtime 的消息，反之亦然。
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BABE Research[7]
GRANDPA Research[8]
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