共識算法定義了一系列動作，通過這些動作，獨立代理在分布式系統的各個部分上（至少在大多數代理中）獲得了相同的觀點。例如，這可以由某個客戶端（不參與協商共識）確定，該客戶端可以從任何（或至少大多數）協商共識參與者那里獲得關于系統協商共識狀態查詢的相同結果。

通常，共識算法用于解決以下問題：

· 領袖選舉（在所有共識參與者中選擇代理人，有權更新系統的全球狀態）

· 原子交換（不能根據事件的內部屬性確定其順序事件的確切順序）

· 狀態復制（維護所有或大多數代理共享的全局狀態）

這是共識算法的三個主要用例是高度相關的。例如，狀態復制可以通過狀態更改的適當順序（即原子廣播）來解決，而適當的領導人選舉過程本身可能允許有序的原子廣播（但是，在沒有領導人選舉過程的情況下，有達成相同結果的共識）。

從歷史上看，共識算法起源于多處理器計算的研究;它們解決的是處理器可能出現故障（即變得無響應）時的全局狀態問題。在這些情況下通信是同步的，即受一些已知的時間上限。

后來，隨著電信和計算機網絡的發展，出現了另外兩個問題：未知的通信延遲和對手的存在。前者導致了部分新的研究同步和異步共識算法和創建算法可以容忍任意代理行為（拜占庭行為）——即所謂的拜占庭容錯算法（或BFT共識）。

隨著互聯網的廣泛應用，對手的問題變得更加嚴重。如果在多處理器環境或電信基礎設施中可以識別每個代理，那么在Internet的許多情況下就不能這樣做。因此，出現了一種新的公共（或無許可）共識，共識算法必須成為一種協議，其中嵌入了識別和排除拜占庭式代理的規則和程序——就像一些附帶機制降低了此類代理進一步參與協議的經濟能力一樣。這種制度以POW 和POS的名義引起了公眾的注意。我們將以經濟激勵（BFT- ei）命名這些協議。在許多情況下，異步性和無許可性要求犧牲其他共識品質，比如決定論或適用于領導人選舉場景的能力。

在此基礎上，可以根據不同的準則對共識算法進行分類。

1. 共識的主題：原子廣播、領袖選舉、國家復制（或者，另一種選擇，基于領袖和無領袖算法）

2. 容錯形式：無容錯、非任意容錯和拜占庭容錯（BFT）

3. 可以達成共識的假設有：同步、參與方同步、異步

4. 公開和非公開參與的協議：許可vs不許可，或公開vs私人。

5. 內部經濟激勵： BFT-EI

6. 協商共識的確定性品質， 即實現終結性的能力： 具有終結性和非確定性共識的共識算法。

這些類可以組合在一些自然的組中，比如開放的參與會導致不確定性的共識屬性（因為我們不能在給定的時間點枚舉所有共識的參與者），也就是缺乏終結性，它將是無領導的。這種共識的一個典型例子是比特幣交易。

我們定義了以下典型的共識屬性組合：

· PoW：無權限同步非確定性無領導BFT-EI。

· POS： 基于BFT-EI的不允許部分同步確定性領導。

· BFT（狹義的）： 允許的、確定性的BFT。可以有不同的同步性假設，可以是領導者，也可以是非領導者。

· DAG：無權限異步、非確定性領導、無BFT容忍度。

· 其他混合的類型。

許多現實世界中的共識算法應用， 比如在現代實驗區塊鏈中發現的應用， 往往會利用一組不同的共識機制，用于領導人選舉的機制 （通常是基于 bft 協議的機制， 但有時甚至是 pow）， 而其他的機制對于原子廣播 （pos） 和另一個實現確定性的是狀態復制-通常是 bft 類型的 “小工具” 的形式。

共識算法本身不需要特定的數據結構;它們都是關于代理行為和網絡通信的。然而，在比特幣（這是第一個基于公共共識的應用）發明之后，似乎需要全球狀態的系統并利用數據結構上的一些最佳實踐來驗證，比如具有加密增強功能的日志類賬——所謂的區塊鏈或者更通用的有向無環圖（DAG），通常由我們上面分類的＃4組共識使用。