CometBFT：BFT 共识机制解析

区块链世界蓬勃发展，成千上万的项目启动，每个项目都有自己独特的功能集。但在幕后，这些区块链中有许多是由一个强大的引擎驱动的：CometBFT。如果你曾经使用过 Cosmos 宇宙中的任何区块链，那么你很可能已经在不知不觉中从 CometBFT 中获得了一些好处。

本文将介绍 CometBFT 是什么、它是如何运作的，以及为什么它是区块链等式中如此关键的组成部分，尤其是在构建互连、可互操作的未来时。我们将用简单的术语解释复杂的机制。

主要内容

• 为多链宇宙而生：CometBFT 是 Cosmos “区块链互联网” 背后的核心技术之一。

• 超越 Tendermint：CometBFT 是 Tendermint Core 的进化版，现在由 Informal Systems 所有和管理。

• 快速、安全和可互操作：这就是 CometBFT 的概括。它是当今许多最前沿区块链的基础。

• 对开发者友好：ABCI 使构建定制的、特定于应用程序的区块链变得容易。

什么是区块链共识？

在我们深入研究CometBFT之前，让我们先谈谈共识。想象一群人试图就一个单一的、共享的事件记录达成一致——谁在何时支付了多少钱。在现实世界中，我们依靠银行等第三方来保存这些记录。但在区块链的去中心化世界中，不存在这样的中心实体。那么，区块链网络中的所有计算机或节点如何就正确的交易顺序达成一致呢？

这就是共识算法发挥作用的地方。它们是所有节点都同意它们看到相同的、完全相同的区块链历史视图的协议。如果没有共识，区块链就会崩溃——你会有不兼容的现实版本，并且双重支付会泛滥。

可以通过不同的方式实现共识。你可能知道比特币使用的工作量证明（PoW），矿工们竞争解决难题。另一种广泛使用的方法是权益证明（PoS），验证者“ 质押” 他们的加密货币，以便参与网络。

简史：从学术根源到 CometBFT

CometBFT 的历史始于拜占庭容错（BFT）——20 世纪 80 年代计算机科学的瑰宝。想象一下，将军们协调城堡围攻，有些人秘密地误导——这里“进攻！”那里“撤退！”。即使有叛徒，BFT 也能确保诚实的人达成一致。区块链节点就是那些将军，他们就一些区块链流程达成一致。关键是什么？至少三分之二的人必须诚实，否则混乱会获胜。

没有单一的 BFT 解决方案——有许多方法推动着当今的共识算法。2014 年，Jae Kwon 看到了 BFT 优于比特币耗电 PoW 的潜力。他的创作，Tendermint，将学术 BFT 与区块链融合在一起，使用抵押加密货币的 验证者，如果他们行为不端，则会面临 “惩罚” 的风险。惩罚是 PoS 爱好者中的热门话题（想想 Vitalik Buterin 的 想法），但 Kwon 在 Tendermint 中将其变为现实，使其成为 PoS 的先驱。

2023 年，发生了一件重大事件：Tendermint Core 项目分叉。底层的共识引擎现在由 Informal Systems 作为 CometBFT 维护和开发，而前公司 Tendermint Inc.（现在的 Ignite）则专注于 Cosmos 生态系统中的其他项目。CometBFT 的推出是一个大型协作项目，由 Interchain Foundation、Informal Systems、Cosmos SDK 团队和许多其他 Cosmos 生态系统团队参与。这种集体努力突显了 CometBFT 作为“区块链互联网”的基础技术的重要性。参与团队不遗余力地确保过渡顺利，并使开发者可以尽可能简单地使用或切换到 CometBFT。

CometBFT：引擎，解释

CometBFT 是 BFT 状态机复制引擎的开源实现。这有点拗口，但基本上，CometBFT 是一种软件，它允许计算机网络就同一组数据达成一致，即使某些计算机发生故障或具有恶意行为。

CometBFT 有两个部分：

共识引擎：这是 CometBFT 的本质，是决定节点如何提议、投票和最终确定新交易区块的底层规则集。该引擎类似于严格的规则手册，迫使所有诚实的节点做同样的事情并得出相同的结论。

应用程序区块链接口（ABCI）：这就是 CometBFT 如此灵活和高效的原因。ABCI 是连接应用程序和 CometBFT 共识引擎的精确接口。但“应用程序”到底是什么？在 CometBFT 框架下，应用程序是特定于应用程序的区块链的逻辑程序。开发者不是在主流区块链上编写 dApp，而是使用 CometBFT 和 ABCI 构建一个 完整的区块链，该区块链针对其特定应用程序进行了定制。一个关键的区别是，这种应用程序逻辑可以用任何一种编程语言编写，从而让开发者可以自由地选择最适合其项目的工具。

CometBFT 也在变化，更新后的接口版本 ABCI 2.0 为应用程序开发者提供了更大的控制和功能。当然，要使任何东西正常工作，节点需要能够相互通信。CometBFT 具有强大的网络功能，可以实现正确的消息传递和参与共识协议。

CometBFT 的工作原理（简化）

想象一个 验证者 团队——区块链的守护者——每个验证者的投票权都与其抵押的加密货币数量相关联。他们的角色？就下一批交易（一个 区块）达成一致，以保持链的增长。以下是他们如何一步一步地完成的：

1. 提议：一位验证者，根据其质押量选择，站出来说：“这是我对下一个区块的提议！”

2. 预投票：其他验证者对提议的区块进行 预投票。这就像说，“我认为这个区块看起来有效。”

3. 预提交：如果超过三分之二的验证者（按其投票权加权）预投票支持该区块，那么他们就会 预提交 给该区块。这是更强烈的同意信号。

4. 提交：一旦 ⅔+ 预提交，该区块就会被正式添加——已提交、已最终确定且不可逆转。完成交易！

在下面的插图中，你将看到验证者在跳波尔卡舞，象征着他们的共识过程。当超过三分之二的人（按投票权）预投票支持同一区块时，就会发生“波尔卡舞”。预提交需要来自同一轮的波尔卡舞，并且区块在超过三分之二的预提交后被提交。

来源

整个舞蹈过程很快就结束了——通常在几秒钟内。由于拜占庭容错（BFT），即使有些人离线或变成流氓，它也能像魅力一样发挥作用，网络保持坚如磐石，确保你的交易安全无虞。

为什么 CometBFT 很重要：好处

CometBFT 以一套出色的优势为区块链提供动力——以下是它成为游戏规则改变者的原因：

安全性：其拜占庭容错（BFT）设计确保区块链保持安全，即使高达三分之一的验证者行为不端。你的交易？坚如磐石，可抵御攻击或失败。

可扩展性：CometBFT 专为速度和效率而构建，每秒可处理数千笔交易——想想没有故障的繁忙在线市场。作为 Tendermint Core 的改进版，它更精简、更快速，并具有减少内存使用和加快区块验证等增强功能，因此它是高流量网络的领先一代。

互操作性（Cosmos 愿景）：这是 CometBFT 的超能力。应用程序区块链接口（ABCI）让开发者可以轻松地创建相互对话的区块链。Cosmos 生态系统证明了这一点，它使用 CometBFT 和 Cosmos SDK 构建了一个“区块链互联网”，将独立的链连接起来，就像一个数字高速公路系统。

快速最终性：无需等待 PoW 或以太坊 13 分钟的 PoS 延迟，CometBFT 可以立即完成区块的最终确定——提交的区块在几秒钟内完成，无需再三猜测。

开发者自由：ABCI 使开发者摆脱了共识的烦恼，因此他们可以专注于编写自定义区块链逻辑——例如，用于在他们选择的编程语言（Python 或 Rust）中跟踪供应链或奖励驱动的游戏。

CometBFT 扩展了 Tendermint 的工作并针对当今的需求对其进行了优化，提供了安全、速度和灵活性，使其成为当代区块链生态系统的支柱。

今天和明天的 CometBFT

CometBFT 的实际用例在 Cosmos Hub（中心连接器和蓬勃发展的互连区块链网络）中最为突出。

展望未来，CometBFT 仍在开发中。随着 ABCI 2.0 等进步带来更高的效率，以及计划用于模块化共识的路线图，它将支持更多的区块链。它已被证实的可靠性和互操作性优势使其成为一项值得关注的技术，即使诸如如何确保多样化的验证者集合等挑战对于任何去中心化解决方案仍然至关重要。即便如此，CometBFT 的强大设计确保它是一个强大的共识引擎，可用于区块链的可互操作的未来。探索 Cosmos 生态系统以了解 CometBFT 的实际应用——你将亲眼目睹多链世界的基础。

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