北大-区块链技术与应用10-BTC分叉

一、State fork（状态分叉）

State fork：对比特币当前的状态有分歧造成的分叉，比如两个区块几乎同时生成，造成的分叉

Forking attack 也属于 state fork，但是是人为故意的，所以也叫做 deliberate fork（故意分叉）

二、Protocol fork（协议分叉）

Protocol fork：比特币的协议发生改变（通过软件升级），有些节点由于各种原因可能暂时没有升级，从而造成的分叉

根据对协议修改的内容的不同，可以分为 hard fork（硬分叉）和 soft fork（软分叉）

1、Hard fork

新节点发布的区块，旧节点可能不认

1个交易约为250字节，一个区块约有 1000,000字节/250字节=4000个交易，每秒约有 4000/(60*10)≈7个交易，数量过少

假设 Block size limit 从 1M 更新到 4M，大多数算力的节点更新了软件，但少部分未更新。只要仍有部分节点未更新软件，该分叉就不会消失

Example：ETH & ETC

2016年，以太坊的 DAO（去中心化自治组织）遭到黑客攻击，导致大量ETH被盗。部分成员支持通过硬分叉回滚交易、恢复被盗资金，而另一些成员认为这会破坏区块链的不可篡改性

最终社区实施硬分叉，恢复到攻击前的状态，这条新链称为 Ethereum（ETH）；而反对硬分叉的用户继续使用原链，称为 Ethereum Classic（ETC），从此两种货币独立发展（通过chain ID 区分两条链）

2、Soft fork

新节点发布的区块，旧节点仍会认可

假设 Block size limit 从 1M 更新到 0.5M，大多数算力的节点更新了软件，但少部分未更新。如果有节点不更新软件，可能会经常产生孤儿区块，所以最终所有节点都会更新，分叉不会继续延展

Example：P2SH（Pay to Script Hash）

P2SH 的验证分为两步：（1）验证输入脚本给出的赎回脚本，和前一个交易的输出脚本给出的 赎回脚本的哈希值 对得上；（2）执行赎回脚本，验证输入脚本给出的签名是合法的

对于旧节点来说，只会进行第一阶段的认证；所以新节点认为合法的区块，旧节点仍然会认可

3、总结

（1）Soft fork：只要系统有半数以上的节点更新，就不会有永久的分叉

（2）Hard fork：如果不是所有的节点都更新了，就会有永久的分叉。根本原因是旧节点不认可新链（不是合法最长链），所以会按照旧链执行