摘要：虽然共识(Consensus)和一致性(Consistency)在很多文献和应用场景中被认为是近似等价和可互换使用的，但二者涵义还是有着根本的差别。这个差别和分布式系统的准确概念以及集群的概念密切相关，鉴于分布式系统在不同语境下的模糊使用，以及为了清晰阐述区块链系统的必要，这里借用图灵奖得主JimGray的总结为大家作解释说明。

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共识问题是分布式系统的根本问题之一。

这个差别和分布式系统的准确概念以及集群的概念密切相关，鉴于分布式系统在不同语境下的模糊使用，以及为了清晰阐述区块链系统的必要，这里借用图灵奖得主JimGray的总结解释如下：

集群与分布式系统有何不同？集群似乎只是一种分布式计算系统，就像万维网或Solaris系统的网络，或者……当然，集群是一种简化的分布式系统。但是，这些差异足以使集群算法显著不同。

同质性：集群是同质系统，系统节点具有相同的安全策略、相同的审计策略、相同的命名方案，并且可能运行相同品牌的处理器和操作系统。不同节点之间的软件和硬件的速度和版本可能不同，但它们都非常相似。分布式系统是一个计算机的动物园——由许多不同种类的计算机组成。局部性：集群的所有节点都在附近的区域内，并通过高速的本地网络连接。由于集群具有现代的硬件和软件，所以具有很高的带宽。带宽很便宜，因为它不是租用电信公司的带宽。集群是可靠的，因为它处于在一个受控的环境。而且集群是高效的，因为它可以使用专门为本地通信优化的协议栈。分布式系统中的通信相对较慢、不可靠且昂贵。信任：集群中的节点彼此信任。它们为彼此进行身份验证，共享负载，为彼此提供故障转移，通常充当联盟节点。分布式系统通常是相互怀疑的节点的自治集合。界定分布式系统与集群系统的不同，才能更好的理解共识在不同发展阶段的意义。

袁勇等人的研究成果认为：共识研究侧重于分布式系统节点达成一致的过程及其算法，而一致性研究则侧重于节点共识过程最终达成的稳定状态。此外，传统分布式一致性研究大多不考虑拜占庭容错问题，即假设不存在恶意篡改和伪造数据的拜占庭节点，因此在很长一段时间里，传统分布式一致性算法的应用场景大多是节点数量有限且相对可信的分布式数据库环境。

拜占庭将军问题：拜占庭位于现在土耳其的伊斯坦布尔，是东罗马帝国的首都。由于当时拜占庭罗马帝国国土辽阔，为了防御敌人，每个军队都分隔很远，将军与将军之间只能靠信差传递消息。在战争时期，拜占庭军队内所有将军必须达成一致共识，发现有赢的机会时才去攻打敌人的阵营，但是有些将军可能是叛徒，他们会故意发出错误信息竭力扰乱其他人。忠诚的将军们如何在已知有叛徒的情况下达成一致协议。这就是拜占庭将军问题。

也就是说，一致性更适合于集群系统，共识适合于真正的分布式系统。

一直以来，集群和分布式系统都依赖一个根本的组件，这个组件可以称为网络通信、或者是消息传递。在分布式系统领域圣经级教科书《分布式系统：概念与设计》中，这样定义分布式系统：

分布式系统是指联网的计算机通过消息传递来协调其行为的系统。

在PoW共识机制提出之前，消息传递或网络通信一直是分布式系统的定语。这个定语首先致敬计算机网络发展的功劳，其次也说明了分布式系统作为异步系统的特点和难点。

本文主要阐述：

集群与分布式系统共识与一致性共识中的协议与机制机器共识与人的共识分布式系统的理论解与工程解拜占庭将军问题与容错paxos三十年：非拜占庭容错共识PoW十年：拜占庭容错共识VDF的概念和原理VDF的应用一、Paxos三十年：非拜占庭容错共识

计算机发展的历史或多或少直接与计算机网络的历史联系在一起。

上个世纪70年代，计算机网络的发展直接导致了超级计算和并行计算的分野：结束了60年代大型机的分时计算之殇，催生了分布式系统的发展。这个分野背后的深层力量是计算机体系结构领域的两个著名定律：年发轫的摩尔定律和年提出的Amdahl定律。

分布式系统的初期形态是集群。第一个商业集群产品是由Datapoint于年开发的ARCnet，但并未获得商业上的成功，直到数字设备公司DEC于年为VAX/VMS操作系统发布其VAXcluster产品，集群本身才真正起飞。同时，任何一个技术浪潮都在不起眼的技术领域里为未来埋下了伏笔：第一台个人电脑Altair于年推出，年，乔布斯和沃兹尼亚克设计了苹果，并在次年推出了AppleII。

计算机网络的基础理论中孕育了分布式系统最初的胚芽。年，纽约州立大学石溪分校的阿克云卢(AkkoyunluE.A.)、埃卡纳德汉姆(EkanadhamK.)和胡贝尔(HuberR.V.)在论文“Someconstraintsandtradeoffsinthedesignofnetwork

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