权益证明PoS

权益证明是目前支撑以太坊共识机制的基础。与PoW相比，能耗更低且利于扩容。

权益证明可以证明参与者已经将具有价值的东西投入到网络中，如果他们表现出欺诈行为，这些东西可能会被销毁。

时间（Slots & Epochs）

在PoW中，生成区块的时间是由挖矿难度决定的，而在PoS中，这个时间是固定的。以太坊2.0引入了信标链（Beacon Chain），为PoS提供时钟心跳，分为slots（12s）和epoch（32个slot即6.4min）。

slot是将区块添加到信标链的机会，理想情况下，每12秒就会添加一个区块，slot可以是空的。在每个slot中随机选择一位验证者作为区块提议者，该提议者负责创建新区块并发送给网络上的其他节点。

验证者和证明（Validations & Attestations）

PoS的验证者可以类比为虚拟矿工。验证者负责运行以太坊的共识，也有类似矿工的激励机制。区块提议者（proposer）是伪随机选出来的验证者。大多数情况下，验证者是对区块进行投票，这些投票记录在信标链中，并决定信标链的链头（新区块）。

在每个epoch，验证者都会被伪随机分配到一个slot。Attestation是验证者的投票，由验证者的质押余额加权，除了区块之外，验证者还会广播证明Attestation。验证者之间也会互相监督，如果验证者举报其他验证者的投票有冲突，验证者就会得到奖励。

随机选出的验证者在每个slot提出区块，如果区块被其他验证者采纳则该提出者收到奖励，如果被选中的验证者没有提出区块，slot为空。

在以太坊的PoS机制下，可以通过向存款合约中存入32个以太币成为验证者。信标链会停用余额到达16ETH的所有验证者。验证者也可以在2048个epoch后自动退出。

委员会 & LMD GHOST

理想状态下，区块链始终只会有一个新区块并且所有验证者都会证明它。然而，由于网络延迟或因为区块提议者提议多个区块，不同验证者可能看到不同的新区块。因此，需要一种算法来确定支持哪一个区块。 PoS中使用的算法称为 LMD-GHOST。

LMD-GHOST投票算法中，首先会通过伪随机进程RANDAO选择一个至少包含128名验证者的委员会，一个验证者在一个epoch中只能参与一个委员会，每个激活的验证者在每个epoch都会被分配到一个委员会中。每个slot的区块的 Proposer 也由 RANDAO 根据验证人的余额加权选出。

在验证者提出新区块后，委员会中的其他验证者的职责是为他们认为的最新区块进行投票（即对信标链头的证明），这被称为 LMD GHOST投票。

LMD GHOST投票的目的是解决分叉。

当出现分叉时，委员会要根据LMD GHOST投票结果确定主链。每当遇到分叉时选择权重最大的区块作为主链，一直重复该操作直至找到叶子区块即链头。对于某一个区块的权重，它等于投给该区块以及该区块所有子孙后代区块的票数总和。

检查点 & Casper FFG投票

检查点是epoch第一个slot的区块。第一个slot中若是没有区块，则检查点是前一个最近的区块。每个epoch必定有一个检查点块，一个区块可以是被归属于多个epoch的检查点。