今天给各位分享区块链分叉一致性的知识,其中也会对区块链软分叉和硬分叉进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
区块链分叉是什么?
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在中心化系统中升级软件十分简单区块链分叉一致性,在应用商店点击“升级”即可。但是在区块链等去中心化系统中区块链分叉一致性,“升级”并不是那么简单,甚至可能一言不合造成区块链分叉。
简单说,分叉是指区块链在进行“升级”时发生了意见分歧,从而导致区块链分叉。因为没有中心化机构,比特币等数字资产每次代码升级都需要获得比特币社区的一致认可,如果比特币社区无法达成一致,区块链很可能形成分叉。
以比特币为例,2017年7月,为了解决比特币区块链拥堵问题,一些比特币爱好者提出了bitcoin cash分叉方案,导致比特币区块链一分为二。
根据分叉后的区块链是否能兼容旧区块链,分叉又分为“硬分叉”和“软分叉”。
三. 区块链系统的核心之一-分布式共识机制
拜占庭将军问题(Byzantine Generals Problem),是由莱斯利·兰波特在其同名论文中提出的分布式对等网络通信容错问题。
在分布式计算中,不同的计算机通过通讯交换信息达成共识而按照同一套协作策略行动。但有时候,系统中的成员计算机可能出错而发送错误的信息,用于传递信息的通讯网络也可能导致信息损坏,使得网络中不同的成员关于全体协作的策略得出不同结论,从而破坏系统一致性。这个难题被称为“拜占庭容错”,或者“两军问题”。
拜占庭假设是对现实世界的模型化。拜占庭将军问题被认为是容错性问题中最难的问题类型之一。拜占庭容错协议要求能够解决由于硬件错误、网络拥塞或断开以及遭到恶意攻击,其他计算机和网络可能出现不可预料的行为而带来的各种问题。并且拜占庭容错协议还要满足所要解决的问题要求的规范。
在拜占庭时代有一个墙高壁厚的城邦——拜占庭,高墙之内存放在世人无法想象多的财富。拜占庭被其他10个城邦所环绕,这10个城邦也很富饶,但和拜占庭相比就有天壤之别了。
拜占庭的十个邻居都觊觎它的财富,并希望侵略并占领它。但是,拜占庭的防御非常强大,任何单个城邦的入侵行动都会失败,而入侵者的军队也会被歼灭,使得该城邦自身遭到其他互相觊觎对方的九个城邦的入侵和劫掠。
拜占庭的防御很强,十个城邦中要有一半以上同时进攻才能攻破它。也就是说,如果有六个或者以上的相邻城邦一起进攻,他们就会成功并获得拜占庭的财富。然而,如果其中有一个或者更多城邦背叛了其他城邦,答应一起入侵但在其他城邦进攻的时候又不干了,也就导致只有五支或者更少的城邦的军队在同时进攻,那么所有的进攻城邦的军队都会被歼灭,并随后被其他的(包括背叛他们的那(几)个)城邦所入侵和劫掠。
这是一个由许多不互相信任的城邦构成的一个网络。城邦们必须一起努力以完成共同的使命。而且,各个城邦之间通讯和协调的唯一途径是通过信使骑马在城邦之间传递信息。城邦的决策者们无法聚集在一个地方开个会(所有的城邦的决策者都不互相信任自己的安全会在自己的城堡或者军队范围之外能够得到保障)。
城邦的决策者可以在任意时间以任意频率派出任意数量的信使到任意的对方。每条信息都包含如下的内容:“我城邦将在某一天的某个时间发动进攻,你城邦愿意加入吗?”。如果收信城邦同意了,该城邦就会在原信上附上一份签名了的或盖了图章的(以就是验证了的)回应然送回发信城邦。然后,再把新合并了的信息的拷贝一一发送给其他八个城邦,要求他们也如此这样做。最后的目标是,通过在原始信息链上盖上他们所有十个城邦的决策者的图章,让他们在时间上达成共识。最后的结果是,会有一个盖有十个同意同一时间发动进攻的图章信息包,和一些被抛弃了的包含部分但不是全部图章的信息包。
在这个过程中首先出现了第一个问题,就是如果每个城邦向其他九个城邦派出一名信使,那么就是十个城邦每个派出了九名信使,也就是在任何一个时间又总计90次的传输,并且每个城市分别收到九个信息,可能每一封都写着不同的进攻时间。
在这个过程中还有第二个问题,就是部分城邦会答应超过一个的攻击时间,故意背叛进攻发起人,所以他们将重新广播超过一条(甚至许许多多条)的信息包,由此产生许多甚至无数的足以淹没一切的杂音。
有了以上两个问题,整个网络系统可能迅速变质,并演变成不可信的信息和攻击时间相互矛盾的纠结体。
拜占庭假设是对现实网络世界的一种模型化。在现实网络世界中由于硬件错误、网络拥塞或断开以及遭到恶意攻击,网络可能出现许许多多不可预料的行为。拜占庭容错协议必须处理这些失效,并且还要使这些协议满足所要解决的问题所要求的规范。
对于拜占庭将军问题中本聪的区块链给出了比较圆满的解决方案。也就是比较圆满的解决了上述的两个问题。
拜占庭将军问题的第一个问题从本质上来讲就是时间和空间的障碍导致信息的不准确和不及时。
区块链对于第一个问题的解决方案是利用分布式存储技术和比特流技术(BT技术,一种新型的点对点传输技术,具有节点同时作为客户端和服务器端和没有中心服务器等特点),将整个网络系统内的所有交易信息汇总为一个统一的,分布式存储的,近乎实时同步更新的电子总账。统一的分布式共同账本就解决了空间障碍问题;而近乎同步进行的,实时的,持续的对所有账本备份的更新、对账则解决了时间障碍问题。
这个过程较具体一点的描述大概是将区块链系统内所有的交易活动的记录数据统一于一种标准化的总帐上;区块链系统的每一个节点都会保存一份总帐的备份;所有总帐的备份都是在实时的,持续的更新、对账、以及同步着。区块链系统的每一个节点能在这本总帐里记上添加记录;每一笔新添加的记录都会实时的广播到区块链系统内;所以在每一个节点上的每一份总帐的备份都是几乎同时更新的,并且所有的总帐的备份保持着同步。
拜占庭将军问题的第二个问题从本质上来讲就是关于信息过量问题和信息干扰问题。信息过量和信息干扰问题导致决策延迟,甚至决策系统崩溃而无法决策。
区块链对于第二个问题的解决方案是区块链系统的任何一个节点在发送每一笔新添加的记录时需要附带一条额外的信息。对区块链系统的任何一个节点来说这条额外的信息的获得都是有成本的,并且只能有一个节点可以获得。这样就解决了区块链系统的任何一个节点新添加额外信息时的信息多且乱而无法达成一致的问题。在这里,区块链系统的任何一个节点获得那条附带的额外的信息的过程就是著名的工作量证明机制。
共识机制主要解决区块链系统的数据如何记录和如何保存的问题。工作量证明机制就是要求区块链系统的节点通过做一定难度的工作得出一个结果的过程。
区块链系统中某节点生成了一笔新的交易记录,并且该节点将这笔新的交易记录向全网广播。全网各个节点收到这个交易记录并与其他所有准备打包进区块的交易记录共同组成交易记录列表。在列表内先对所有交易进行两两的哈希计算;再对以获得的哈希值进行哈希计算获得Merkle树和Merkle树的根值;把Merkle树的根值及其他相关字段组装成区块头。
各个节点将区块头的80字节数据加上一个不停的变更的区块头随机数一起进行不停的哈希运算(实际上这是一个双重哈希运算);不停的将哈希运算结果值与当前网络的目标值做对比,直到哈希运算结果值小于目标值,就获得了符合要求的哈希值,工作量证明也就完成了。
分布式的区块链系统是一个动态变化的系统(硬件的运算速度的增长,节点参与网络的程度的变化)。系统的不断变化必然带来系统的算力的不断变化。而算力的变化又会导致通过消耗算力(工作)来获得符合要求的哈希值的速度的不同。最终的结果会是区块链的增长速度会有巨大的不同。这是一个很大的问题。为了解决这个问题,区块链系统自动根据算力的变化对工作难度进行调整。也就是采用移动平均目标的方法来确定,难度控制为每小时生成区块的速度为某一个预定的平均数。
在区块链系统中一个符合要求的哈希值是由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。为了使区块的形成时间控制在大约十分钟左右,区块链系统采用了固定工作难度的难度算法。难度值每2016个区块调整一次零的个数。
新的难度值是根据前2015个区块(理论上应该是2016个区块,由于当初程序编写时的失误造成了用2015而不是2016)的出块时间来计算。
难度 = 目标值 * 前2015个区块生成所用的时间 / 1209600 (两周的秒钟数)
这样通过规定的算法,区块链系统就保证所有节点计算出的难度值都一致,区块的形成时间大约一致在十分钟左右。
(1)结果不可控制。其依赖机器进行哈希函数的运算来获得结果;计算结果是一个随机数;没有人能直接控制计算的结果。
(2)计算具有对称性。就是结果的获得和结果的验收需要的工作量是不同的。计算出结果所需要的工作量远远大于验收结果所需要的工作量。
(3)计算的难度自动控制。为了使区块的形成时间控制在大约十分钟左右,区块链系统自动控制了每一个符合要求的哈希获得为大约在十分钟左右。
第一,方法简单易行。
第二,系统达成共识容易,节点间不需要太多的信息交换。
第三,系统比较牢固可靠,任何破坏系统的企图都需要投入大到得不偿失的成本。
第一,消耗大量的算力,也就是浪费能源和其他资源。
第二,区块的确认时间比较长,并且难以缩短。
第三,新创立的区块链非常容易受到算力攻击。
第四,容易产生区块链分叉,稳定的区块链需要多个确认,并且这种状况可能不断持续下去。
第五,算力的逐渐集中导致与去中心化的系统设计基础的冲突日益明显。
权益证明机制是一种工作量证明机制的替代方法,试图解决工作量计算浪费的问题.目前其成功的应用是点点币区块链系统。
权益证明不要求区块链系统的节点完成一定数量的计算工作,而是要求区块链系统的节点对某些数量的钱展示所有权。
权益证明机制首先应用于点点币区块链系统中。
点点币区块链系统的区块生成时,节点需要构造一个“钱币权益”交易,即把自己的一些钱币和预先设定的奖励发给自己。进行哈希计算时,哈希值的计算只同交易输入、一些附加的固定数据以及当前时间(是一个表示自1970年1月1日距离当前时刻的秒数的正数)有关。然后,根据类似工作量证明的要求来检查这个哈希值是否正确。
点点币区块链系统的权益证明机制除了设定了哈希计算难度与交易输入的“币龄”成反比外,其与工作量证明机制非常类似。其中,币龄的定义为交易输入大小和它存在时间的乘积。权益证明机制中哈希值只和时间和固定的数据有关,因而没有办法通过多完成工作来快速获取它。
每个点点币区块链系统的交易的输出都有一定的几率来产生有效的正比于币龄和交易货币数量的工作。
第一,缩短了共识达成的时间。
第二,不再需要大量消耗能源。
第一,还是需要哈希计算。
第二,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,有可能受到其他攻击影响。
授权股份证明机制类似于权益证明机制,是比特股BitShares采用的区块链公识算法。授权股份证明机制是民主选举和轮流执政相结合方式来确定区块的产生。
授权股份证明机制是先由节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。其他方面和权益证明机制相似。
每个节点按其持股比例拥有相应的影响力,51%节点投票的结果将是不可逆且有约束力的。为达到及时而高效的方法达到51%批准的目标。每个节点可以将其投票权授予一名节点。获票数最多的前100位节点按既定时间表轮流产生区块。每名节点分配到一个时间段来生产区块。
所有的节点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。
第一,大幅缩小参与验证和记账节点的数量,
第二,可以快速实现共识验证。
主要缺点就是仍然无法摆脱对代币的依赖。
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,系统上协调计算或成员计算机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。
第一,系统运转可以摆脱对代币的依赖,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。
第二,共识的时延大约在2到5秒钟。
第三,共识效率高,可满足高频交易量的需求。
第一,当有1/3或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务;
第二,当有1/3或以上记账人联合作恶,可能系统会出现会留下密码学证据的分叉。
小蚁改良了实用拜占庭容错机制。该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:
第一,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;
第二,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;
第三,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);
第四,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。
第一,专业化的记账人;
第二,可以容忍任何类型的错误;
第三,记账由多人协同完成,每一个区块都有最终性,不会分产生区块链分叉;
第四,算法的可靠性有严格的数学证明来保证;
第一,当有1/3或以上记账人停止工作后,区块链系统将无法提供服务;
第二,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,恶意记账人可以使区块链系统出现分叉,但是会留下密码学证据;
瑞波共识机制是全体节点选取出特殊节点组成特殊节点列表,由特殊节点列表内的节点达成共识。
初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由51%的该俱乐部会员投票通过。共识遵循这核心成员的51%权力,外部人员则没有影响力。波共识机制将股东们与其投票权隔开,并因此比其他系统更中心化。
瑞波共识机制参与共识形成的只有特殊节点,大大的减少了共识形成的时间。在实践中,瑞波区块链系统达成共识需要3-6秒钟,远远快于比特币区块链系统的10分钟。同时瑞波区块链系统对并发交易的处理达到每秒数万笔,而比特币区块链系统只有每秒7笔。
瑞波共识机制处理节点意见分歧的方式也是不同的。瑞波的信任节点对于新区块的创造进行协商的时间是区块链更新前。先协商,达成共识后再对区块链进行更新。
由于瑞波共识机制的共识是由特殊节点达成的,普通节点并不需要维护一个完整的历史账本。各个节点可以根据自己的业务需要选择同步同步完整的历史账本或者任意最近几步的账本。这也意味着对存储空间和网络流量需求的减少。
瑞波共识机制取消了挖坑的发行货币机制,采用了原生货币(1000亿枚)的方式发币,从而大量的避免了挖矿的天量能耗。
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: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;
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。
到底啥是区块链分叉?
分叉区块链分叉一致性,是区块链世界中一个神奇区块链分叉一致性的名词。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,使用区块链分叉一致性了一段时间以后,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,当区块链分叉一致性他要升级的时候,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。
区块链是怎样防止数据篡改的?
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。
跟传统的分布式存储有所不同,区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面:一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。
没有任何一个节点可以单独记录账本数据,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。
存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。
区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。
基于以上特点,这种数据存储技术是可以完美防止数据被篡改的可能性,在现实中也可以运用到很多领域之中,比我们的电子存证技术在电子合同签署上提供了更安全可靠的保证。
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标签: #区块链分叉一致性
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