一文看懂區塊鏈分叉是怎麼回事
原標題：一文看懂區塊鏈分叉是怎麼回事
本文從技術角度分析一下，在區塊鏈節點軟體升級的過程中會發生什麼情況，為什麼會出現分叉，以及出現分叉之後區塊鏈的走向。
區塊鏈為什麼會分叉？
節點軟體承載著共識演算法，當部分節點的軟體升級到新版之後，由於互相之間的共識演算法不完全一致，在面對新挖出的區塊時，會按照各自共識演算法的要求做出取捨，把自己認為合法的區塊納入主鏈。於是在區塊鏈網路里就會出現不同的主鏈，各自被一部分礦工節點所擁護並在其上開挖新塊，這就是分叉。
本文只討論這種由於共識演算法差異所產生的分叉，至於因網路傳播速度差異等原因導致的分叉則不在討論範圍內。
不一致的共識演算法之間可能存在著一定的相容性，不同的組合情況決定了分叉最後的歸宿。
新舊版本軟體之間相容性的各種情況
以下內容可能會比較拗口，為了方便表達，先定義兩個簡稱——
舊版塊：舊版軟體挖出的新區塊
新版塊：新版軟體挖出的新區塊
區塊鏈分叉後的推演
YA：任何版本都會承認版本升級前的歷史
YB：任何版本都會承認自己挖出的新區塊
YC：舊版軟體接受新版塊（具有前向相容性）
ND：舊版軟體不接受新版塊（不具有前向相容性）
YE：新版軟體接受舊版塊
NF：新版軟體不接受舊版塊
注：前向相容性（forward compatibility）是指當一個軟體推出新版本之後，以前的舊版軟體仍然能夠接受並處理新版軟體輸出的資料。比如用Word 2013儲存的檔案能夠用Word 2011開啟並繼續編輯。
為什麼有時候相容有時候不相容？
舊版軟體對新版塊的相容性（YC/ND）往往是版本升級本身的內容決定的，比如擴容（區塊尺寸從8M調整為32M），這時候新版塊在舊版軟體看來就是非法的（ND）；而像升級後禁用某個操作碼，這時候新版塊在舊版軟體看來是合法的（YC）。
新版軟體對舊版塊的相容性（YE/NF）有可能是版本升級本身的內容所決定，比如擴容，這時候舊版塊在新版軟體看來就是合法的（YE）；而像升級後禁用某個操作碼，這時候舊版塊在新版軟體看來是非法的（NF）。但NF也可能只是一種升級策略上的選擇，比如希望強制升級，這一點後文會有論述。
4種升級場景中不同軟體版本所面臨的局面
這4種場景對比著看，是有對稱性的：
S1和S4正好是相反的場景。S1是兩個版本互相接受，一起愉快地玩耍；S4是兩個版本互相不接受，各玩各的。
S2和S3這一對，如果拋開新版/舊版之間的傳承關係，就當作是甲、乙兩個獨立的版本來看待，其實是同一種情形，一個版本單向地接受另一個版本。
設甲接受乙，而乙不接受甲，那麼：
◉ 使用甲版本的礦工節點
兩個分叉對於他來說都是合法的，他會接受最長鏈作為自己工作的新起點。
挖出的新區塊只能被同類礦工節點（同樣使用甲版本）接受。如果網路內同類節點數量（不是算力！）不佔優勢，則挖出來的新區塊無法有效傳播，就無效了。
◉ 使用乙版本的礦工節點
兩個分叉中只能接受其中一個作為自己工作的起點。所有同類礦工節點只能頑固地堅守在這一個分叉上。
如果網路內同類礦工節點算力佔優勢，最終會替掉另一叉。
只要自己不放棄，無論如何自己這叉不會消失，已付出的工作量會保持有效。
硬分叉與軟分叉的區別
S2和S3同樣是產生了分叉，為什麼一個軟一個硬呢？可以這麼理解，正是因為有了“新/舊”的對比，才導致了這種區別，舊版軟體的前向相容性是兩者的分水嶺。當部分節點升級到新版之後，產生了分叉，分叉的軟和硬是站在舊版節點的立場上來說的。
S2場景下，舊版節點會認為兩個分叉都是合法的，按照以往的邏輯同等看待兩個分叉，哪個長就接受哪個，所以這個分叉是“軟”的。
S3場景下，有一個分叉是不合法的，舊版節點肯定不會接受它，所以這個分叉是“硬”的。
當使用舊版軟體的礦工節點面臨硬分叉的時候，他就不得不做一個艱難的決定：是堅守自己的版本還是更新到新版本。比如當初BCH與BTC分道揚鑣的時候，一部分礦工選擇了堅守在原來那條鏈上，繼續執行BTC；而另一部分則選擇更新到新版本，轉而接受另一條鏈，這意味著進入了一個新的分叉幣世界。
當然，硬分叉之後，哪一條鏈能夠繼續享有原來的名字，這就不是技術問題了，而是社群的認可（交易所的認可）決定的。比如BCH從BTC分叉出來的時候，BTC這個名字被原來的那條鏈繼續享有，分叉出來的就是BCH；而BCH歷史上幾次重要的硬分叉，都是分叉出來的鏈沿用BCH這個名字，原本的鏈則被棄用了；BCH剛剛完成的這次硬分叉，目前看基本結論是吳忌寒陣營ABC版本產生的新鏈能夠繼續享有BCH這個名字，而CSW陣營的BSV版本則堅守在原鏈上，反倒淪為分叉幣，那個分叉幣發展如何還有待觀察，但大概率是不會享有BCH這個名字了。
兩種硬分叉的區別
S3與S4兩種場景，站在舊版節點的立場上來說，都是不接受新版塊，所以都是硬分叉。但對於新版節點而言，是否能夠接受舊版塊，結果是不同的。
作為硬分叉的主導者，他的目的是推廣新版軟體，希望儘快結束過渡期。基於這種訴求，ND+NF（新版軟體不接受舊版塊）會比ND+YE（新版軟體接受舊版塊）更有優勢。
NF還是YE（新版軟體是否接受舊版塊）？前面提到，這個事情可能取決於軟體升級本身所涉及的內容，但有時候升級所發生的改變並不排斥舊版塊（比如擴容），那麼是否接受舊版塊就可以是一個策略選擇。升級（硬分叉）的主導者往往與新版軟體的提供者是一體的，他們可以在新版軟體中設定對自己有利的安排。
設想一種極端情況，假定吳忌寒希望支援ABC團隊完成一次硬分叉升級，吳控制的礦池調集了佔BCH全網50%的算力啟用了新版軟體，其他所有礦工節點暫時停留在舊版軟體上。
如果新版軟體選擇了YE方式，吳礦池雖然有50%的概率率先挖出新塊，但沒有人替他傳播，只有他自己在這個叉上工作，而其他節點都在挖另一個叉，一旦那個叉長度佔優，吳礦池會接受那個叉繼續工作，實際上就是把自己前面的工作報廢掉了。
為了保證不浪費，就要確保自己的獨特叉永遠長度佔優（保持超過全網50%的算力），等待局勢發生變化（更多的礦工節點升級到新版）。
而如果新版軟體選擇NF方式，就簡單很多了，吳礦池不會接受另一個分叉，一心一意挖自己的叉，其算力佔全網算力的比重低一些也不會導致自己這個叉被吃掉，可以更從容地等待變化來臨。
所以，從主導者的角度來看，尤其是投入算力支援的主導者，選擇NF會讓升級過程更簡單，更乾脆，減少變數，避免經濟損失。當然，這也是一條不歸路，雖然自己在這個叉上投入的工作量會一直保持有效，但如果這個分叉最終被市場拋棄，那麼一切投入都會歸零。
BCH在2018年11月16日實施的這次升級包含兩項更新：
1）對區塊內交易增加規範交易排序（CTOR）；
2）增加兩個操作碼（OP_CHECKDATASIG和OP_CHECKDATASIGVERIFY）。
簡單分析不難判斷，第1條是YC+NF的，第2條是ND+YE的，綜合下來就是ND+NF的，所以這是一次屬於S4場景的硬分叉。
既然這樣，分叉後兩條鏈各行其道，誰也不會“吃掉”誰，為什麼還要不惜血本調集大量算力進行這種隔空搏殺呢？我想這裡面可能有兩個原因：
一個是要爭奪BCH的冠名權。分叉之後，哪條鏈才是正宗的BCH，哪條是分叉幣？一般慣例是“最長鏈”勝出。目前看吳陣營已經達到了預期的目的。（注：這裡的最長鏈指的是最大累積難度，而不是單純指區塊鏈的高度）
另一個就是“護法”。這次硬分叉的反對方CSW來勢洶洶，放言要對新鏈進行攻擊。新鏈初生，江湖地位不穩，所以調集算力進行保護是有必要的。不過截至目前，據稱在新鏈上並未發現明顯的被攻擊跡象。隨著新BCH地位穩固，被社群廣泛接受，CSW再要實名發起攻擊就要承擔更多的社會壓力了。
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