波卡运行原理系列（四）BABE共识简述

BABE是目前Kusama、Edgeware等网络使用的共识之一，用于确定出块顺序。

概念定义

Slot，槽，区块生成时间
Epoch，时期，固定长度的Slot的集合
VRF，可验证随机函数，私钥相关，任何人可以通过公钥来证明

解决问题

引入随机性，尽可能让下一个出块验证者不可预测，从而满足出块的去中心化

步骤

验证人使用自己的私钥生成VRF（随机数 + Proof）

验证人计算 SlotNo + Epoch No + 随机数 得到一个值，如果该值小于一个特定值，则获得出块机会

如果一个 Slot 方式如下情况：
1 Slot 没有人的VRF满足要求
2 Slot 多个验证者满足要求
则按照Aura顺序指定验证人出块，被称为次级Aura区块，优先级低

每个Epoch，将根据最新的Staking情况，重新选择验证者集合
重新选择验证者集合的随机数来自上一个Slot的随机值混合

BABE通过这个过程确定了出块验证者的顺序
确定出块（敲定）则需要通过GRANDPA完成，具体可以看波卡运行原理系列（三）
http://blog.boka.network/2020/02/29/bo-ka-yun-xing-yuan-li-xi-lie-san-zu-jian-zi-dian/

区块结构

区块由摘要 Digest 和 封章 Seal 组成

Digest包含：
Pre-digest：VRF输出和证明
运行时处理的 transactions 记录集合
Post-digest：Epoch 切换时才有，输出混合随机值用于重新选择验证者集合

封章即节点的签名

BABE的问题

在很小范围和概率情况下，节点可以影响随机值：
1 节点可以选择不出块，从而随机值不到下个 Epoch，因此能够实现小概率的验证人顺序预测。
2 一个Slot可能存在没有BABE验证者，或有多个验证者的情况

所以在此基础上诞生改良的 Sassafras 共识，具体可以看TangWei的视频，本文不展开讨论
https://www.bilibili.com/video/BV1bz411z73k