權益證明與拜占庭共識

紀元與時隙

權益證明鏈以嚴格的時程取代挖礦那種無止盡的競賽,而以太坊的時鐘由時隙與紀元構成。一個時隙是固定的十二秒視窗,其間恰有一位驗證者被偽隨機選出以提議區塊;連續三十二個時隙構成一個紀元,故一個紀元歷時 6.4 分鐘。時間是全域且離散的:每個節點都對「現在是第幾個時隙」取得一致,而在錯誤的時隙提議或投票,根本不算數。

在每個時隙內,協議做兩件事。被指定的提議者發布一個區塊,而被分派到該時隙的一組驗證者委員會則廣播證明、為鏈頭投票。完整的活躍驗證者集合被分散到一個紀元的 32 個時隙中,於是在一個紀元的過程裡,每位驗證者恰好證明一次——把龐大的投票負載均勻攤開,而非要求上百萬名驗證者每十二秒就投票一次。提議者與委員會的指派源自一個共享、難以預測的隨機性信標(RANDAO),使攻擊者無法輕易預知該鎖定誰。

紀元是 Casper FFG 的自然節拍:檢查點坐落於紀元邊界,證成與最終化按紀元計票,而獎勵、懲罰與驗證者集合的變動(啟用與退出)也在紀元轉換時處理。這種兩層結構正是以太坊能確定性地協調數十萬名驗證者的關鍵——時隙提供細粒度的出塊,紀元則提供供最終性與會計使用的較粗節律。

1 slot = 12 s · 1 epoch = 32 slots = 6.4 min · finality ≈ 2 epochs ≈ 12.8 min

時隙可以是空的:若其被指派的提議者離線或遭審查,那十二秒便沒有區塊產出,鏈直接跳到下一個時隙。證明仍持續流動,因此鏈即使在錯過一次提議時也持續投票。