以太坊采用纯权益证明(PoS)机制,核心包括32 ETH质押准入、LMD-GHOST分叉选择、同步委员会支持轻客户端、两轮纪元确认最终性及双重提议/环绕投票罚没规则。

一、权益证明(PoS)机制的核心构成
以太坊当前采用的共识机制是纯权益证明(Proof of Stake),其安全性依赖于验证者质押的ETH数量、在线时长与行为合规性。验证者需运行节点并参与区块提议与见证投票,所有操作受信标链统一协调。
1、验证者必须质押32枚ETH至官方质押合约,完成注册后方可被纳入验证者队列。
2、系统按轮次(slot)和纪元(epoch)分配任务,每个slot由一名验证者提议区块,其余验证者执行见证投票。
3、所有见证投票将被聚合并提交至信标链,未及时投票或投错链头的验证者将被扣减奖励。
二、罚没(Slashing)机制的实时约束力
该机制通过经济惩罚直接抑制恶意行为,确保验证者严格遵守协议规则。任何触发罚没条件的行为都将导致部分或全部质押ETH被永久销毁。
1、同一验证者在相同slot内签名两个不同区块,即构成“双重提议”,立即触发罚没。
2、在同一个纪元中对区块链的不同分叉头进行矛盾见证,构成“环绕投票”,同样触发罚没。
3、被罚没的验证者将被强制退出,且至少8192个纪元(约27小时)内无法取回质押金。
三、分叉选择规则(LMD-GHOST)的链头判定逻辑
该规则用于在存在多个候选区块时确定唯一主链,其权重计算基于验证者质押余额与投票行为,而非单纯区块高度。
1、每个验证者的投票权重等于其质押的ETH数量,大额质押者单票影响力更高。
2、系统持续追踪各分支上获得的总质押权重,选择累计质押权重最高的分支作为规范链。
3、若某分支在最近两个纪元内未获得新增投票,则被标记为“停滞”,自动排除出主链候选。
四、同步委员会保障轻客户端可验证性
同步委员会由随机选出的512名活跃验证者组成,每256个纪元轮换一次,负责为轻客户端提供区块头签名聚合,降低全节点依赖。
1、委员会成员需对每个slot的区块头进行签名,签名集合将发布至共识层API端点。
2、轻客户端仅需验证至少三分之二委员会成员的聚合签名,即可确认区块头有效性。
3、若委员会整体离线或签名率低于阈值,系统将提前触发重选流程,确保服务连续性。
五、最终确定性(Finality)的两轮确认机制
以太坊通过“即时最终确定性”模型,在两次纪元跨度后使区块不可逆转,避免传统PoW中“最长链”带来的概率性回滚风险。
1、当某区块被超过三分之二验证者集在两个连续纪元中投票支持,即达成最终确定性。
2、一旦确定,该区块及其所有前置区块将被标记为finalized,节点不得再切换至包含冲突交易的替代链。
3、若网络出现严重分裂,导致连续4个纪元无新区块被最终确定,系统将启动“弱主观性检查点”恢复流程。









