区块链分叉会出现的情况 区块链分叉是怎么回事儿?终于懂了

快讯指南 区块链 2023-02-23 173 0

今天给大家聊到了区块链分叉会出现的情况,以及区块链分叉是怎么回事儿?终于懂了相关的内容,在此希望可以让网友有所了解,最后记得收藏本站。

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:

【区块链知识】当我们遇到分叉问题时,该怎么办?

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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