分叉区块链教程

❶ 区块链中的软分叉与硬分叉详解

在区块链技术中，分叉是一个重要的概念，它涉及到区块链协议的变更以及网络节点的兼容性。本文将详细解释区块链中的软分叉与硬分叉。

定义：软分叉是指区块链协议的一种变更方式，这种变更使得新的规则成为旧规则的子集，即所有被新版本认为是合法的区块也会被旧版本认为是合法的。因此，软分叉是向前兼容的。

特点：

• 向前兼容：旧版本的节点会接受新版本节点创建的区块，因为新版本创建的区块符合旧版本的规则。
• 算力要求：软分叉的成功实施通常需要至少51%的矿工算力转向新版本。当新版本获得足够的算力支持时，网络会自动完成软分叉，旧版本创建的区块在新协议下会被认为是不合法的，但会出现一个短暂的分叉，最终新版本的分叉会成为最长链。
• 实施难度：软分叉的实施相对简单，因为只需要矿工升级到新版本即可，用户可以继续使用旧版本的协议，他们仍然会接受新版本协议创建的区块。

示例：

在硬分叉中，新版本创建的区块（如区块C'）不会被旧版本接受，因为C'不符合旧版本的规则。这会导致网络分叉，形成两条独立的区块链。

• 兼容性：软分叉是向前兼容的，旧版本会接受新版本创建的区块；而硬分叉是不向前兼容的，旧版本不会接受新版本创建的区块。
• 算力要求：软分叉需要至少51%的矿工算力支持才能成功实施；而硬分叉不需要51%以上的算力支持。
• 实施难度：软分叉的实施相对简单，只需要矿工升级到新版本即可；而硬分叉的实施相对复杂，需要所有用户都切换到新版本协议上。
• 应用场景：软分叉通常用于修复协议中的漏洞或添加向后兼容的功能；而硬分叉则用于引入不兼容的变更，如增加区块大小、改变共识算法等。

• 软分叉案例：比特币在2017年8月1日实施了BIP91软分叉，以激活隔离见证（SegWit）。这次软分叉的目的是提高比特币的交易吞吐量和降低交易费用。由于得到了足够的算力支持，BIP91软分叉成功实施。
• 硬分叉案例：以太坊在2016年7月因The DAO事件而实施了硬分叉。The DAO是一个基于以太坊的智能合约项目，但由于代码漏洞被黑客攻击。为了挽回损失，以太坊社区决定实施硬分叉，回滚黑客的攻击交易。这次硬分叉导致了以太坊和以太坊经典（ETC）两条区块链的诞生。

综上所述，软分叉和硬分叉是区块链协议变更的两种方式，它们具有不同的特点和应用场景。在选择使用哪种分叉方式时，需要综合考虑协议的兼容性、算力要求、实施难度以及应用场景等因素。

❷ 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。

❸ 区块链入门的教程

可是，简单易懂的入门文章却很少。区块链到底是什么，有何特别之处，很少有解释。
下面，我就来尝试，写一篇最好懂的区块链教程。毕竟它也不是很难的东西，核心概念非常简单，几句话就能说清楚。我希望读完本文，你不仅可以理解区块链，还会明白什么是挖矿、为什么挖矿越来越难等问题。
需要说明的是，我并非这方面的专家。虽然很早就关注，但是仔细地了解区块链，还是从今年初开始。文中的错误和不准确的地方，欢迎大家指正。
一、区块链的本质
区块链是什么?一句话，它是一种特殊的分布式数据库。
首先，区块链的主要作用是储存信息。任何需要保存的信息，都可以写入区块链，也可以从里面读取，所以它是数据库。
其次，任何人都可以架设服务器，加入区块链网络，成为一个节点。区块链的世界里面，没有中心节点，每个节点都是平等的，都保存着整个数据库。你可以向任何一个节点，写入/读取数据，因为所有节点最后都会同步，保证区块链一致。
二、区块链的最大特点
分布式数据库并非新发明，市场上早有此类产品。但是，区块链有一个革命性特点。
区块链没有管理员，它是彻底无中心的。其他的数据库都有管理员，但是区块链没有。如果有人想对区块链添加审核，也实现不了，因为它的设计目标就是防止出现居于中心地位的管理当局。
正是因为嫌败无法管理，区块链才能做到无法被控制。否则一旦大公司大集团控制了管理权，他们就会控制整个平台，其他使用者就都必须听命于他们了。
但是，没有了管理员，人人都可以往里面写入数据，怎么才能保证数据是可信的呢?被坏人改了怎么办?请接着往下读，这就是区块链奇妙的地方。
三、区块
区块链由一个个区块(block)组成。区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。
每个区块包含两个部分。
区块头(Head)：记录当前区块的特征值
区块体(Body)：实际数据
区块头包含了当前区块的多项特征值。
生成时间
实际数据(即区块体)的哈希
上一个区块的哈希
...
这里，你需要理解什么叫哈希(hash)，这是理解区块链必需的。
所谓哈希就是计算机可以对任意内容，计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位，这就是说，不管原始内容是什么，最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证，只要原始内容不同，对应的哈希一定是不同的。
举例来说，字符串123的哈希是(十六进制)，转成二进制就是256位，而且只有123能得到这个哈希。(理论上，其他字符串也有可能得到这个哈希，但是概率极低，可以近似认为不可能发生。)
因此，就有两个重要的推论。
推论1：每个区块的哈希都是不一样的，可以通过哈希标识区块。
推论2：如果区块的内容变了，它的哈希一定会改变。
四、 Hash 的不可修改性
区块与哈希是一一对应的，每个区块的哈希都是针对区块头(Head)计算的。也就是说，把区块头的各项特征值，按照顺序连接在一起，组成一个很长的字符串，再对这个字符串计算哈希。
Hash = SHA256( 区块头 )
上面就是区块哈希的计算公式，SHA256是区块链的哈希算法。注意，这个公式里面只包含区块头，不包含区块体，也就是说，哈希由区块头唯一决定，
前面说过，区块头包含很多内容，其中有当前区块体的哈希，还有上一个区块的哈希。这意味着，如果当前区块体的内容变了，或者上一个区块的哈希变了，一定会引起当前区块的哈希改弯首变。
这一点对区块链有重大意义。如果有人修改了一个区块，该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它(因为下一个区块包含上一个区块的哈希)，该人必须依次修改后面所有的区块，否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因，哈希的计算很耗时，短时间内修改多个区块几乎不可能发生，除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。
正是通过这种联动机制，区块链保证了自身的可靠性，数据一旦写入，就无法被篡改。这就像历史一样，发生了就是发生了，从此再无法改变。
每个区块都连着上一个区块，这也是区块链这个名字的由来。
五、采矿
由于必须保证节点之间的同步，所以新区块的添加速度芹闹颤不能太快。试想一下，你刚刚同步了一个区块，准备基于它生成下一个区块，但这时别的节点又有新区块生成，你不得不放弃做了一半的计算，再次去同步。因为每个区块的后面，只能跟着一个区块，你永远只能在最新区块的后面，生成下一个区块。所以，你别无选择，一听到信号，就必须立刻同步。
所以，区块链的发明者中本聪(这是假名，真实身份至今未知)故意让添加新区块，变得很困难。他的设计是，平均每10分钟，全网才能生成一个新区块，一小时也就六个。
这种产出速度不是通过命令达成的，而是故意设置了海量的计算。也就是说，只有通过极其大量的计算，才能得到当前区块的有效哈希，从而把新区块添加到区块链。由于计算量太大，所以快不起来。
这个过程就叫做采矿(mining)，因为计算有效哈希的难度，好比在全世界的沙子里面，找到一粒符合条件的沙子。计算哈希的机器就叫做矿机，操作矿机的人就叫做矿工。
六、难度系数
读到这里，你可能会有一个疑问，人们都说采矿很难，可是采矿不就是用计算机算出一个哈希吗，这正是计算机的强项啊，怎么会变得很难，迟迟算不出来呢?
原来不是任意一个哈希都可以，只有满足条件的哈希才会被区块链接受。这个条件特别苛刻，使得绝大部分哈希都不满足要求，必须重算。
原来，区块头包含一个难度系数(difficulty)，这个值决定了计算哈希的难度。举例来说，第100000个区块的难度系数是 14484.16236122。
区块链协议规定，使用一个常量除以难度系数，可以得到目标值(target)。显然，难度系数越大，目标值就越小。
哈希的有效性跟目标值密切相关，只有小于目标值的哈希才是有效的，否则哈希无效，必须重算。由于目标值非常小，哈希小于该值的机会极其渺茫，可能计算10亿次，才算中一次。这就是采矿如此之慢的根本原因。
前面说过，当前区块的哈希由区块头唯一决定。如果要对同一个区块反复计算哈希，就意味着，区块头必须不停地变化，否则不可能算出不一样的哈希。区块头里面所有的特征值都是固定的，为了让区块头产生变化，中本聪故意增加了一个随机项，叫做 Nonce。
Nonce 是一个随机值，矿工的作用其实就是猜出 Nonce 的值，使得区块头的哈希可以小于目标值，从而能够写入区块链。Nonce 是非常难猜的，目前只能通过穷举法一个个试错。根据协议，Nonce 是一个32位的二进制值，即最大可以到21.47亿。第 100000 个区块的 Nonce 值是274148111，可以理解成，矿工从0开始，一直计算了 2.74 亿次，才得到了一个有效的 Nonce 值，使得算出的哈希能够满足条件。
运气好的话，也许一会就找到了 Nonce。运气不好的话，可能算完了21.47亿次，都没有发现 Nonce，即当前区块体不可能算出满足条件的哈希。这时，协议允许矿工改变区块体，开始新的计算。
七、难度系数的动态调节
正如上一节所说，采矿具有随机性，没法保证正好十分钟产出一个区块，有时一分钟就算出来了，有时几个小时可能也没结果。总体来看，随着硬件设备的提升，以及矿机的数量增长，计算速度一定会越来越快。
为了将产出速率恒定在十分钟，中本聪还设计了难度系数的动态调节机制。他规定，难度系数每两周(2016个区块)调整一次。如果这两周里面，区块的平均生成速度是9分钟，就意味着比法定速度快了10%，因此接下来的难度系数就要调高10%;如果平均生成速度是11分钟，就意味着比法定速度慢了10%，因此接下来的难度系数就要调低10%。
难度系数越调越高(目标值越来越小)，导致了采矿越来越难。
八、区块链的分叉
即使区块链是可靠的，现在还有一个问题没有解决：如果两个人同时向区块链写入数据，也就是说，同时有两个区块加入，因为它们都连着前一个区块，就形成了分叉。这时应该采纳哪一个区块呢?
现在的规则是，新节点总是采用最长的那条区块链。如果区块链有分叉，将看哪个分支在分叉点后面，先达到6个新区块(称为六次确认)。按照10分钟一个区块计算，一小时就可以确认。
由于新区块的生成速度由计算能力决定，所以这条规则就是说，拥有大多数计算能力的那条分支，就是正宗的区块链。
九、总结
区块链作为无人管理的分布式数据库，从2009年开始已经运行了8年，没有出现大的问题。这证明它是可行的。
但是，为了保证数据的可靠性，区块链也有自己的代价。一是效率，数据写入区块链，最少要等待十分钟，所有节点都同步数据，则需要更多的时间;二是能耗，区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算，这是非常耗费能源的。
因此，区块链的适用场景，其实非常有限。
不存在所有成员都信任的管理当局
写入的数据不要求实时使用
挖矿的收益能够弥补本身的成本
如果无法满足上述的条件，那么传统的数据库是更好的解决方案。
目前，区块链最大的应用场景(可能也是唯一的应用场景)，就是以比特币为代表的加密货币。

❹ 什么叫区块链硬分叉,详解区块链

分叉有区别为普通的升级，普通的升级在升级前后是没有影响协议共识的，也一般不需要社区共识或算力共识的参与。而分叉根据对协议的修改情况分为软分叉和硬分叉。

现有的定义：

【闪电定义】硬分叉是指比特币区块格式或交易格式(这就是广泛流传的“共识”(应该是部分协议共识))发生改变时，未升级的节点拒绝验证已经升级的节点生产出的区块，不过已经升级的节点可以验证未升级节点生产出的区块，然后大家各自延续自己认为正确的链，所以分成两条链。

,commonlyoccurswhennon-upgradednodescan’.

【闪电定义】软分叉是指比特币交易的数据结构(这就是被广泛流传的“共识”(应该是部分协议共识))发生改变时，未升级的节点可以验证已经升级的节点生产出的区块，而且已经升级的节点也可以验证未升级的节点生产出的区块。

-’tknowabout.

我觉得不能说哪个定义正确还是错误，具体的定义可以根据已经较大社区共识的两者的区别来自己总结，不需要权威来指定。

硬分叉：没有向前兼容性，之前的版本将不可再用，需要强制升级。

软分叉：有较好的兼容性，之前版本至少部分功能可用，可不升级。

硬分叉：在区块链层面会有分叉的两条链，一条原旧链，一条分叉新链。

软分叉：在区块链层面没有分叉的链，只是组成链的区块，有新区块和旧区块。

硬分叉：需要在某个时间点全部同意分叉升级，不同意的将会进入原旧链。

软分叉：相当长的时间里，可允许不进行升级，继续使用原版本生成旧区块，与新区块并存