協商一致機制
共識機制（算法）是無信任實體之間達成共識的一種方式。在區塊鏈技術中，它用於就區塊是否有效達成共識。區塊鏈網絡的性能取決於所採用的共識機制的性能，它對區塊鏈應用的可用性有重大影響。
Kaia Mainnet 具有以下性能。
- 每秒可處理 4,000 筆交易。
- 即時交易終結。
- 區塊生成時間為一秒。
- 50 多個共識節點可參與共識進程。
在本文件中，我們將介紹 Kaia 如何實 施高效共識流程。
背景介紹
比特幣 使用的是PoW（Proof-of-Work），而以太坊最近轉向了PoS（Proof-of-Stake），即通過節點的賭注來決定區塊生成節點。通常，這些算法在確定塊的有效性時不涉及節點之間的通信。
因此，在這些系統中，可能會出現分叉，這意味著在同一高度上可以做出兩個或多個不同的區塊。通常採用 "最長鏈獲勝 "規則來解決分叉條件。這意味著這些分叉最終會合併成一條典型鏈，但也意味著區塊列表在屬於較短鏈的一段時間內可以被還原。因此，在這些算法中，無法保證區塊和交易的最終性。終極性只能在一段時間後以概率的方式實現，而這仍然無法得到百分之百的保證。
在使用區塊鏈平臺的面向客戶的服務中，這種缺乏終局性是一個非常棘手的問題。因為它必須等到分叉解決，並且在轉移後堆疊了足夠多的區塊，才能相信交易是不可逆轉的。這對用戶和服務提供商都產生了負面影響。
金融服務就是一個簡單的例子。假設用戶向某人轉賬，而服務在 30 到 60 分鐘後才能驗證轉賬是否有效。因為它必須等到分叉合併成一條鏈，並在轉移後堆疊幾個區塊，以確保交易不可逆轉。
PBFT（實用拜占庭容錯技術）
為了避免上述問題，我們需要其他能保證最終性的算法。 BFT 算法就是其中之一，由 Lamport、Shostak 和 Pease 於 1982 年首次發表。 1999 年，米格爾-卡斯特羅和芭芭拉-利斯科夫提出了 "實用拜占庭容錯"（PBFT)，它提供高性能狀態機複製。
在上述 PoW 算法中，雖然每個節點都會接收並驗證區塊，但節點之間並沒有信息交換來達成共識。但在 PBFT 中，每個節點都會與其他參與節點通信以達成共識，只要節點能夠達成共識，就能保證區塊的最終性。
節點之間的通信基本如下圖所示。但也有一些變體，反映了每個系統的特點。
如上所述，參與 PBFT 的節點基本上分幾個階段與網絡中的所有節點進行通信。這一特性限制了節點的數量，因為通信量會隨著節點數量的增加而呈指數增長。
Kaia 的共識機制
Kaia 的目標是成為一個企業就緒、以服務為中心的平臺。因此，我們需要解決上面所寫的終結性問題，而且網絡應該能夠允許許多節點參與其中。為 了實現這一點，Kaia 使用了伊斯坦布爾 BFT 的優化版本，該版本實現了 PBFT，並針對區塊鏈網絡的特點進行了修改。
在 Kaia 中，有三種節點：CN（共識節點）、PN（代理節點）和 EN（端點節點）。 CN 由 CCO（核心小區運營商）管理，負責區塊生成。這些區塊由網絡中的所有節點驗證。 Please refer to here to know more about this network topology.
通過採用和改進伊斯坦布爾 BFT，Kaia 實現了快速終結。由於驗證和共識是針對每個區塊進行的，因此不會出現分叉，一旦達成共識，就能立即保證區塊的最終性。
此外，BFT 算法中通信量增加的問題也通過利用隨機選擇的 "委員會 "得到了解決。 CN 共同組成一個 "委員會"，在每個區塊生成時，使用 VRF（可驗證隨機函數）選出其中一部分作為 "委員會 "成員。
由於共識信息只在委員會成員之間交換，因此即使 CN 總數增加，通信量也能限制在設計水平之下。
目前，Kaia Mainnet 可以提供每秒 4000 筆交易的高吞吐量，區塊生成間隔為一秒。目前有 50 多個共識節點可以參與 CNN（共識節點網絡），隨著 Kaia 繼續積極優化算法，這一數字還將不斷增加。