区块链分叉背后的利与弊 比特币分叉最大的风险

本篇文章主要给网友们分享区块链分叉背后的利与弊的知识，其中更加会对比特币分叉最大的风险进行更多的解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，记得关注本站！

比特币为什么要进行分叉

在区块链和比特币等数字货币的讨论中，我们经常听到 “分叉” 这个词，那么到底什么是分叉呢？分叉又会有什么影响呢？

区块链

在说分叉之前，先普及一点区块链的小知识，这样更容易帮助我们理解分叉是什么（如果你对区块链一点概念也没有，欢迎翻阅我以前的文章，都是些通俗的话语帮你了解什么是区块链）。

区块链，顾名思义，就是由区块组成的链条，当然这种链条只是一个形象比喻，说白了就是数据区块有序地连接起来。在比特币中，区块中存放的是比特币的交易记录，区块的大小和交易记录所占用的空间决定了一个区块能存放多少交易记录。这些交易记录被打包到区块中，然后区块一个个相连就构成了区块链。

为什么要分叉

我们知道，比特币软件像其他软件一样，需要定期更新和修改，以便让他更好。所以新的版本就会出现，但是由于不是所有人都即使下载了新版本，所以有个矿工就运行了旧版本，有的则运行了新版本，那么一旦新旧版本不兼容的话，区块链就会分叉。因为因版本的区块和旧版本的区块可能存在差异，所以他们不能被连接到同一个区块链上，所以就会出现两条链，甚至多条链，这就是分叉。

软分叉

软分叉指的是，当新共识规则发布后，没有升级的节点会因为不知道新共识规则下，而生产不合法的区块，就会产生临时性分叉。这种分叉会随着节点的升级而逐渐修复。

硬分叉

硬分叉指的是，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，通常硬叉就会发生。所以，在数字货币领域，硬分叉往往导致新的币种出现。例如以太坊的硬分叉就导致了 ETH的出现。

原文：什么是分叉？什么是比特币分叉？

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（state fork），

    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（forking attack），也就是故意造成这类分叉（deliberate fork）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（protocol fork）。对协议修改的内容的不同，又可以将分叉分为硬分叉（hard fork）和软分叉（soft fork）；

    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hard fork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THE DAO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。

    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。

区块链几大共识机制及优缺点

首先，没有一种共识机制是完美无缺区块链分叉背后的利与弊的，各共识机制都有其优缺点，有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。

1.pow( Proof of Work）工作量证明

一句话介绍区块链分叉背后的利与弊：干的越多，收的越多。

依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其区块链分叉背后的利与弊他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。

优点：

1)算法简单，容易实现区块链分叉背后的利与弊；

2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识；

3)破坏系统需要投入极大的成本；

缺点：

1)浪费能源；

2)区块的确认时间难以缩短；

3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；

4)容易产生分叉，需要等待多个确认；

5)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；

2.POS Proof of Stake，权益证明

一句话介绍：持有越多，获得越多。

主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少区块链分叉背后的利与弊了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是Pow的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和时间，等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度

优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。

缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。

DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。

BitShares社区首先提出了DPoS机制。

与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。

DPoS的工作原理为：

去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。

网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。

该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。

成为代表：

成为一名代表，你必须在网络上注册你的公钥，然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。

授权选票：

每个钱包有一个参数设置窗口，在该窗口里用户可以选择一个或更多的代表，并将其分级。一经设定，用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下，用户不会创建特别以投票为目的的交易，因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下，某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。

保持代表诚实：

每个钱包将显示一个状态指示器，让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块，那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。如果任何代表被发现签发了一个无效的区块，那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。

抵抗攻击：

在抵抗攻击上，因为前100名代表所获得的权力权是相同的，每名代表都有一份相等的投票权。因此，无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代表，可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是，由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址，这种特定攻击的威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接，将使妨碍他们生产区块变得更为困难。

优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。

缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。

3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错

介绍：在保证活性和安全性（liveness safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。

在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator / Commander）或成员计算机 （Member /Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。

拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。

而拜占庭问题的可能解决方法为：

在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。

1）系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证。

2）共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求。

3）共识效率高，可满足高频交易量的需求。

缺点：

1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；

2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据

下面说两个国产的吧~

4.dBFT： delegated BFT 授权拜占庭容错算法

介绍：小蚁采用的dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。

此算法在PBFT基础上进行了以下改进：

将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；

将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；

为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；

在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。

优点：

1)专业化的记账人；

2)可以容忍任何类型的错误；

3)记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；

4)算法的可靠性有严格的数学证明；

缺点：

1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；

2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；

以上总结来说，dBFT机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。

5.POOL验证池

基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。

优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。

缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。

区块链为什么会分叉

分叉是区块链体验区块链分叉背后的利与弊的核心，类似于系统升级。“分叉”一条链，本质上就是要对运行区块链区块链分叉背后的利与弊的软件做出改变。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，它确定区块链分叉背后的利与弊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，谈起分叉区块链分叉背后的利与弊我们并不难理解，以比特币为例，可以将比特币分叉分为两大类区块链分叉背后的利与弊：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。

区块链鼻祖比特币之8：分叉带来的双花支付、51%攻击与解决办法

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(the proof-of-work difficulty)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：

到底啥是区块链分叉？

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。

关于区块链分叉背后的利与弊和比特币分叉最大的风险的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。