分叉Fork【区块链生存训练】

8月1日20:20，Bitcoin Cash（前身是Bitcoin ABC）要给比特币的区块链来个硬分叉，虽然支持它的矿工的算力并不大，但也会闹出个BCC新币来，不管它了，持币者凭空多了一种币也挺高兴的。

前一篇在介绍“重放攻击”时，画了下面这张图，分叉这个概念看似并不难理解，与道路的分叉很像，一条主路是BTC→BTC1，另一条路是BCC，注意这里的BTC1只是我为了区分8月1日之前的BTC而起的新名字，并没有这个币。BCC和BTC的观点不一致，谁也说服不了谁，最后分道扬镳，分别在各自的区块链上挖矿。

分叉也有叫分裂(Split)的，但更常见的还是Fork，因为软分叉简称为SF（Soft Fork），硬分叉简称HF（Hard Fork）。至于什么是硬分叉，什么是软分叉暂时先不管，先来仔细看看分叉是如何形成的。

比特币系统中矿工们想写入一个新区块，非常不容易，需要完成工作量证明PoW，也就是要做一道计算量非常大的算术题，这道题说简单不简单、说难也不太难，平均10分钟就有矿工计算出来，然后发布一个新区块。

如图a所示，假设黑点是分布在世界各地的节点，大黑点代表矿工节点，小黑点代表普通的钱包节点，真实世界里的节点比这多得多，而且连接关系也不是按照地理位置相连的，这里为了形象化地说明分叉进行了大量简化（本图借鉴了《精通比特币》中的思路，但我进行了简化和改进）。

左下角为区块链，最新产生出来的区块高度为478129（我写此文的最新高度），这个区块已经在整个世界的网络中进行了广播，并且全网都认可了这个区块。

图a 区块链世界的通常情况

世界这么大，有些事就是非常凑巧，假设两个矿工（矿工A、矿工B）几乎同时完成了工作量证明PoW，分别向比特币网络上广播他们的成果。由于大家所处的位置不同，网络连接不同，有些节点先收到A广播出来的区块，有些节点先收到B广播出来的区块，这时候就出来了临时分叉。

如图b，节点A附近的收到了478130的蓝色区块，节点B附近收到编号也是478130的红色区块，其它的那些仍是黑色的节点尚未完成同步。

图b 两个矿工几乎同时都找到新块

随着时间的推移，它们很快就分化为蓝色阵营或者红色阵营（图c），蓝色阵营承认蓝色的478130区块，红色阵营承认红色的478130区块。再强调一遍，实际情况并不与地理位置相关，这里只是让分裂或分叉看得更形象。

图c 区块链世界分为两个阵营

不管收到了蓝色区块还是红色区块，矿工们可没有闲着，因为矿场要交巨额的电费，挖不出比特币，矿场就要关门。此时，假设红色阵营的矿工C，挖出了478131区块（用黑色标记），立刻通知全世界。它附近的节点并不傻，只认最长的链，马上变为黑色阵营（图d）。

图d 在红色阵营里又有新块产生

随着时间的推移，如果这段时间内没有矿工计算出新答案，则全网很快就承认右侧的链为主链。这时候整个世界又和平了（图e），最新的区块高度为478131，蓝色的478130区块被孤立了，明智的矿工不会基于它再做工作，马上在最长的链上投入算力，开始下一轮的计算。

图e 区块链世界又回归和平，蓝块被孤立

区块链上的临时分叉很常见，但工作量证明PoW的计算量太大，在最长的链上进行计算是非常明智的，经过一段时间后大家就会达成共识，主链旁的小叉叉慢慢会被大家遗忘的。

明白了分叉的基本原理后，就比较容易理解51%攻击的概念了，下次再讲。软分叉、硬分叉的概念也要慢慢展开了。

小结：

• 区块链世界里的临时分叉很常见
• 两个矿工几乎同时挖到新块时，会产生临时分叉
• 由于挖新块要耗费巨大的计算量，明智的矿工会在最长链上挖矿，大家很快会找到一条共认的主链

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