区块链：POA委员会选举机制

1 名词介绍

2 矿工投票方法

3 委员会确定投票流程

3.1 关键概念描述

3.1.1 Epoch & checkpointInterval

3.1.2 Snapshot

3.2 投票方法

1.名词介绍

节点：普通的以太坊节点，没有区块生成的权利。

矿工：具有区块生成权利的以太坊节点

委员会：所有矿工的集合

2.矿工投票方法

用户通过RPC接口，调用Propose(address common.Address, auth bool)方法（consensus/clique/api.go）,进行投票，address表示要投票的节点的地址，auth表示要从将该地址加入委员会，还是从委员会中删除。
Propose方法将address和auth两个输入参数写入到clique.proposals集合中。
任何一个委员会的委员，可以在任意时刻进行投票，投票包括两种，即加入委员会和从委员会中删除。

3.委员会确定投票流程

3.1 关键概念描述

3.1.1 Epoch & checkpointInterval

CheckpointInterval：为常量1024（consensus/clique/clique.go中定义），即每当区块链的高度为1024的整数倍时，到达checkpointInterval时间点。
Epoch：默认为30000（cmd/puppet/wizard_genesis.go中makeGenesis方法中定义），即每当区块链的高度为30000的整数倍时，到达Epoch时间点。

3.1.2 Snapshot

Snapshot是一个快照，矿工程序在区块链高度为CheckpointInterval的整数倍时，会对当前相关数据和状态形成快照，并存储到数据库中。

snapshot结构体（consensus/clique/snapshot.go）关键成员：

Number：生成快照时的区块链高度
Signers：生成快照时的委员会地址
Votes：生成快照时所有的投票集合
Tally：被投票的节点集合，其中的Tally是该节点被投票的次数

3.2投票方法

所有投票都是在委员生成新区块的过程中完成，具体流程如下：

1）委员生成新区块时，先为该区块初始化一个header。

（prepare方法，consensus/clique/clique.go）

2）从proposals中随机获取一个投票，将被投票的节点地址写入header.coinbase，将提名是添加还是删除写入header.Nonce(添加：0xffffffffffffffff 删除：0)，若该委员生成的这个区块最终被写入区块链，则header中的投票也被写入区块链。

（prepare方法，consensus/clique/clique.go）

3）委员在生成新区块时，会创建新的snapshot，新的snapshot是由上一checkponitinterval时间点存储到数据库中的快照加入当前时间点和checkpointinterval时间点之间所有的headers数据组成。添加header过程中，若该header的number是Epoch时间点，则会将snap中的Votes和Tally两个集合清零。

（apply方法，consensus/clique/snapshot.go）

4）新的snapshot添加header过程中，会检查每一个header中存储的投票，若该投票snap.Votes中已经存在，则将snap.Votes和snap.Tally两个集合的该投票删除。

（apply方法，consensus/clique/snapshot.go）

将每一个header中有效的提名写入新snapshot的snap.Votes和snap.Tally集合。

（apply方法，consensus/clique/snapshot.go）

5）判断snap.Tally集合中某个被提名的节点，提名的次数是否大于snap.Signers的1/2,即是否有超过一半的委员对该节点进行投票，若超过，则投票成功，该节点会被添加到委员会或者从委员会中删除。

（apply方法，consensus/clique/snapshot.go）

注释：snapshot快照中的记录的委员会，即Signers集合，初始化时来源于创世块header中的Extra。

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