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区块链为什么有分叉？分叉会发生什么情况？

????区块链的分叉（fork）的形成原因可能有多种。

????当两个结点几乎在同一个时间挖到了矿并同时发布区块，此时就出现临时性的的分叉（statefork），

????本质上是对比特币这个区块链当前的状态产生了意见分歧，

????当人为的发起分叉攻击（forkingattack），也就是故意造成这类分叉（deliberatefork）还有一类分叉是，当比特币的协议发生了改变的时候，软件需要升级。而在分布式系统中不能保证所有节点同时升级软件，假设存在部分节点未升级，会导致协议分叉（protocolfork）。对协议修改的内容的不同，又可以将分叉分为硬分叉（hardfork）和软分叉（softfork）；

????比特币协议增加新协议，扩展新功能，未升级软件的旧节点会不认可这些修改，会认为这些特性是非法的。这也就是对比特币协议内容产生分歧，从而导致的分叉叫硬分叉。此时，就出现了新节点永远沿着新节点产生的链挖矿，旧节点永远沿着旧节点链挖矿，由于新节点算力足够强，所以形成两条永远都在延伸且平行的链。只要这部分旧节点永远不更新，则旧链将一直延续，可见这种分叉是持久性的。

出现hardfork后，便变成了两条平行的链，也就造成了社区分裂。社区中有一部分人，会认为下面的链才是根正苗红，各个链上的货币独立。以太坊历史上的一件大事就是硬分叉事件。以太坊称为ETH，但目前看到的ETH已经不是最初的ETH了，以太坊在历史上发生过硬分叉，另一个链称为ETC。实际上，ETC才是以太坊设计原本的协议，而ETH是黑客攻击ETH上一个智能合约THEDAO后，进行回滚的协议链(将黑客攻击偷取的以太币采用硬分叉方式回滚回到另一智能合约，然后退还给真正拥有者)。

????分叉之初，由于两个链分叉造成了互相影响，产生了很多麻烦。比如：在ETH链上有一笔转账B-C，有人便在ETC链上回放，将ETC链上的货币页转给了C(C收到两笔钱)。后来，对两条链各添加了一个chainID，将两个链区分开，才使得这两条链真正分开。

如果对BTC协议添加限制，使得原本合法交易在新交易中不合法，便会形成软分叉。

当大多数节点已经更新完毕之后，旧节点认可新节点挖出的区块，因此发布自己挖出的区块，但新节点不认可旧结点挖出的区块，便沿着上一个新节点发布的区块继续挖矿，当新节点拥有大部分算力的时候，新链会越来越长，从而旧节点挖出并发布的区块一直被抛弃，无法获得出块奖励，最终倒逼旧节点升级软件，实现所有节点认可新协议并进行升级。可见，只要系统中拥有半数以上算力节点更新软件，此类分叉不会出现永久性分叉。比特币脚本中的P2SH就是通过软分叉方法加进去的。

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????这一部分我并没有查到太多的资料，但是在绝大多数共识协议之中我们都假设需要过半算力；

????在理论上，如果掌握了50%以上的算力，就拥有了获得记账权的绝对优势，可以更快地生成区块，也拥有了篡改区块链数据的权利。因此，当具有过半的算力，也就是51%都是诚实可靠的，能保证整一个区块链在合法有序的进行运行。

????但是为什么选择过半的算力，而不是过半的用户？比特币系统，任何人都可以加入，且创建账户及其简单，只需要本地产生公私钥对即可。只有转账（交易）时候,比特币系统才能知道该账户的存在。这样，黑客可以使用计算机专门生成大量公私钥对，当其产生大量公私钥对超过系统中一半数目，就可以获得支配地位（女巫攻击）。因此，比特币系统中很巧妙的使用算力作为投票的依据。

分叉，是区块链世界中一个神奇的名词。区块链网络从此一分为二，不同共识的人们从此分道扬镳。这究竟是一次动荡的分裂，还是一次新的共识的形成？

区块链的分叉，可以说是区块链网络中独有的一种版本升级方式，就像我们生活中使用的互联网软件一样，使用了一段时间以后，自然而然就需要进行优化升级，从而去解决一些用户的使用问题。区块链也是这样，只不过它的升级比较特别，升级的时候会由参与的矿工共同来决定，甚至还能产生多种版本，不像互联网一样一家独裁、没有选择的余地。

它的原理是这样的，由于区块链是一个由数据块组成的链式结构。所以，当他要升级的时候，实际上会从某一个数据块开始，连到两个不同的数据块上，从而分成了两条链；就好像树枝一样，大家共用同一个树干，共享会分开前的数据，但是又有很多条树枝属于多条链，而这个过程就叫做分叉。

之前我们也说了，区块链的升级是由矿工们一起来决定，既然参与的人多了，就会有不同的意见，当大家能达成共识的时候，分叉出来的两条链相当于一个是老的版本，一个是新的版本，两者兼容；老链上的矿工升级后，逐渐向新链过渡，最终大家升级完成只剩新链，这叫做软分叉。具体来说软分叉属于系统内的短暂现象，并不会分叉出一个新的区块链。区块链系统升级，一部分节点并哪怕没有及时升级，也仍旧可以工作。比特币软分叉之后不会像硬分叉一样产生两条链，而是还会保持在一条链上，软分叉会进行一些升级，但是不会影响整个系统的稳定性和有效性，旧节点会兼容新节点，只是新节点不兼容旧节点而已，二者依然可以共存在一条链上。

当矿工们不能达成共识的时候，大家虽然共用之前的数据，但是形成了两条新的链，就好比物种进化一样，一部分猴子进化成了人类，另一部分进化成了猩猩，两种物种都发生了改变，互不兼容，这叫做硬分叉。也就是说区块链发生永久性分歧，在新共识规则发布后，部分没有升级的节点无法验证已经升级的节点生产的区块，通常硬分叉就会发生。代码出现一个硬分叉，会改变算法的难度级别。

实质意义上的分叉之所以产生，是因为项目在动态发展过程中原社区内部理念产生了不可调和的分歧。区块链背后的社区作为去中心化组织，主张非暴力自由人的自由联合，这意味着在向未知的将来迈进的过程中，当遇到的新问题超出了原有既定游戏规则之时，分歧一旦产生将很难达成一致，这是由区块链基因里去中心化的属性决定的。

区块链技术的发展还处于很初期的状态，分叉对于区块链来说，就相当于一个技术迭代的过程，随着人们不断发现区块链技术现有的限制，只有不断升级和扩展这项技术，才能让区块链技术走向成熟。当然，这种分叉跟区块链不可篡改的特性正在背道而驰，但没有天生完美的技术，区块链也不例外，技术的发展如果在发生错误时都不可控，那这种技术就无法做到普世，人们对它的信任度也无法提升。且分叉的结果是由社区成员投票决定的，某种程度上来说依旧遵守着去中心化的原则。

人们对区块链分叉各执己见，但在区块链发展的历史进程里，分叉无疑让区块链变得更有故事性和可能性了。总的来说，分叉这种升级方式虽然麻烦很多。但是，他却给了每个人更多选择的权利。也许，区块链就在这样的求同存异之中孕更多的可能性。

分叉

前面讲到了比特币通过区块链+工作量证明的独特设计来解决了时间顺序，但是不能保证在同一时刻有两个节点算出了正确的解，虽然这种可能性很低很低。这就带来了区块的分叉。

虽然说几乎同时有两个节点计算出这一数学问题的可能性微乎其微，但是仍然存在这样的可能性，所以分叉就以为着同一个区块的后面可能会跟上两个不同的区块。

规则的打破一直要到下一个区块被人解开。则会立即转向最长的区块，而那些短的区块则会被抛弃。数学问题使得区块很难被同时拆解。要连续发生多次更是困难。最终区块链会稳定下来。也就是说所有人对最后几个区块顺序达成共识。分叉意味着，譬如，若你的交易出现在较短的支链，它就会失去进入区块链的位置。一般而言，只代表他会回到未确认交易池。然后被纳入到下一个区块。

比特币网络如何解决分叉带来的双花支付

可惜，交易失去区块位置的潜在可能，给了本来定序系统防范的重复支付攻击机会。考虑下面的一个攻击者A，其首先用自己的比特币交换B节点的货物，其立即又支付给自己。然后其通过努力的制造更长的链条来让自己的支付替代掉B节点的支付，从而实现了双重支付，B节点既得不到钱，还失去了货物。

这时交易会退回到未确认池中，因为A节点已经利用参照同样的input交易取而代之。节点就会认为Bob的交易无效。因为已使用掉。

你可能会猜测A节点会预先的计算出一支区块链，然后抓住时机发布到网络。但是每个区块的数学谜题阻挡了这个可能性。如前面所诉，解开区块是猜测出一个随机数的过程。一旦得出答案，解出的哈希值就会成为指纹一样的区块识别。只要区块内容有一丁点变化，下一个区块的参考值就会完全不同。此机制的结果就是无法在区块链中置换区块。在得到前一个区块之前，下位区块无法被解开。前一个区块的指纹也是杂凑函数的引数之一。

同时，该工作量证明机制还解决了在集体投票表决时，谁是大多数的问题。如果决定大多数的方式是基于IP地址的，一IP地址一票，那么如果有人拥有分配大量IP地址的权力，则该机制就被破坏了。而工作量证明机制的本质则是一CPU一票。“大多数”的决定表达为最长的链，因为最长的链包含了最大的工作量。如果大多数的CPU为诚实的节点控制，那么诚实的链条将以最快的速度延长，并超越其他的竞争链条。如果想要对业已出现的区块进行修改，攻击者必须重新完成该区块的工作量外加该区块之后所有区块的工作量，并最终赶上和超越诚实节点的工作量。我们将证明，设想一个较慢的攻击者试图赶上随后的区块，那么其成功概率将呈指数化递减。另一个问题是，硬件的运算速度在高速增长，而节点参与网络的程度则会有所起伏。为了解决这个问题，工作量证明的难度(theproof-of-workdifficulty)将采用移动平均目标的方法来确定，即令难度指向令每小时生成区块的速度为某一个预定的平均数。如果区块生成的速度过快，那么难度就会提高。

如果有一台超级电脑，能够在区块解题中获胜？

即便是一台超级电脑，或者时几百上千台电脑也很难赢得解一个区块的胜利，因为竞争对手不是任一台电脑，而是整个比特币网络。你可以用买彩票来比拟。操作千百台电脑，如同买了千百张彩票一样。

51%攻击是指的什么

根据前面的例子，我们知道，要想有50%的概率领先其他人解题得到胜利，就需要掌握全网50%以上的算力。要连续领先他人解出区块，掌握的运算能力还需要高得多。所以区块链中的交易是受到数学竞赛所保护。恶意用户必须和整个网络较量。区块连接建立的结果，使得在支链越前方的交易越安全。恶意的用户必须在更长的时间赢过全网络，来达成重复支付，替换前面的区块链。所以，系统只有支端末尾易受到重复支付攻击。这也是为什么系统建议多等几个区块，才能确认收款成功。

个人博客：

分叉是区块链体验的核心，类似于系统升级。“分叉”一条链，本质上就是要对运行区块链的软件做出改变。根据不同的情况，分叉所引发的问题也非常多，有的很快能够达成共识，有的则极具争议。在中心化系统中，软件升级极其简单，只需要打补丁或者对其某些功能的兼容性等迭代更新。而去中心化系统中，升级远没有那么简单轻松，它需要取得链上各节点或者交易方达成共识。在一些重大功能上的改善时，常会遭到社区某些人的反对，一旦有超过2/3的人不同意，那么他们就得选择其它途径，创造它们自己的协议和分支区块链，于是分叉也就随之发生。在比特币中，其通过比特币软件（也叫比特币协议）的形式实现，它确定了针对所有人的规则，包括区块大小、对矿工的奖励等。如果所有人使用比特币，那就得同意这份协议。类似于国家的法律，每个人必须遵守。然而，不仅仅是比特币，其它加密数字货币也是一样的，作为软件项目，总是不乏需要完善的地方，因此，技术更新和开发基本都是一往直前的，比特币开发者是通过更新软件（比特币协议）来解决问题或增强功能的。简单而言，区块链网络中只要发生意见分歧、协议改进（新增、升级）等就有可能产生分叉。其实，谈起分叉我们并不难理解，以比特币为例，可以将比特币分叉分为两大类：比特币协议和存储交易系统。比特币协议完全是开源的，如果要创建自己的分支区块链，那就要先把比特币软件源代码复制下来，然后再根据自己的需要进行适当修改。最后，通过指定的区块编号让比特币开始分叉并生效，其实就是相当于中心化系统程序中的定时指令。比如可以规定区块编号在到达10000时分叉开始生效，当该区块编号传送的指令到社区时会分成两部分，一部分支持原协议，一部分支持分叉协议，然后每个部分会再次添加新的区块到它们所支持的那一条链上。

遇到分叉问题，该听谁的？

假想这样一个场景，在区块链中，一定会遇到这样的情况，区块甲和区块乙同时把一条信息记录下来，并且做好编码和时间戳。

他们两个区块同时发布信息，说这个编码为4495662的信息是我记账的，它的报酬应该归我！

然后，大家就有的认为报酬应该归区块甲，有的则认为归区块乙，而报酬只有一份，只能给一个区块。这下好了，出现不同意见了，该怎么办？

更严重的是，有的区块会认为这件事是区块甲做的，也记下来，顺着编码继续往后记账；另外一些区块则认为这件事是区块乙做的，跟着在区块乙后边继续记账。

这样事情就大条了！原本严谨的唯一的一条信息链，到区块甲和区块乙这里，硬生生给分开了，它们各自后边分别跟着常常的链条。

这种情况持续下去，就导致每个人都无法辨别自己掌握的信息链，是否正确了！

为了解决这个问题，区块链技术又出台了一个新的规则:每条记录都要顶格写，同时要保证中心离田字格上边缘要保持0.897?57毫米的位置上。

为了符合要求，每个人都得拿着尺子去量好位置，然后才能开始记录。这样记录每条信息时，增加了难度，延长了操作时间。

只要一个人做好了记录，大喊一声，我记录好了！

其他人就停笔不再记录这条信息，反而开始记录这条信息是某某记录的接着那个编码继续往下记录。

遇到分叉问题，就是这样解决的。

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