如何保证区块链的一致性?

区块链的本质,1分钟了解》,介绍了什么是区块链,区块链是一个没有管理员,每个节点都拥有全部数据,高可用的分布式存储系统。


挖矿”的本质,1分钟了解》,介绍了什么是挖矿,挖矿是在最新区块链的数据上,生成一个符合条件的区块,链入区块链的过程。


有不少朋友问,全球每个区块链节点都包含全部数据,都在最新的区块链数据上挖符合条件的区块,如何两个节点同时挖到新区块,出现数据不一致,该怎么办呢?


今天,花1分钟和大家介绍什么是区块链分叉,来解答上面的问题。



假设当前最新的区块链有三个区块:


假设中国有一个节点,美国有一个节点,同时挖到了矿(即找到了符合哈希预期的区块,挖矿的过程详见《挖矿”的本质,1分钟了解》),这两个节点都会把自己挖到的矿,链到自己本地的区块链上,这就出现了区块链分叉。


同时,这两个节点会将“我挖到矿啦”同步全球其他节点,以便于其他节点同步完最新的数据后,在最新的区块链上继续挖矿,此时:

  • 离中国节点较近的点,可能先同步到“中国链”,并在此链的基础上继续挖,链条会持续增长

  • 离美国节点较近的点,可能先同步到“美国链”,并在此链的基础上继续挖,链条也会持续增长

  • 节点收到两个冲突的区块链同步,会判断此时哪条链的长度更长,会以长度更长的区块链为准

画外音:长度更长的区块链消耗的计算力更多,不能让大部分矿工“白干啦”。


如此迭代,最终全球区块链终究会达成一致,以最长的区块链为准。

画外音:如果不遵守规则,成为“少数派”的节点挖到的新矿将不会被“多数派”承认,就等于“白干啦”,在区块链系统里,“遵守规则”是所有节点的最佳策略


除非,有人掌握了全球51%的计算力(额,这不是相当于中心化了吗),才能为所欲为。承载比特币应用的区块链,一般认为一个区块后面再链了6个区块后,就不肯能被“颠覆”了,故称为“六次确认”

画外音:额,挖到一个新区块别高兴太早,等后面链了6个其他区块的时候,再庆祝吧。承载比特币应用的区块链,平均10分钟生成一个区块,“六次确认”大概需要经历1个小时。如何保证平均十分生成一个区块,详见《全球如何保证区块生成是匀速的?》。


关于区块链分叉,“软分叉”和“硬分叉”这两个概念是不能不提的。


什么是软分叉?

:区块链系统升级后,在所有节点升级到最新的版本之前,由于程序版本的差异可能会产生分叉,只要升级到最新的版本,分叉就会消除,这就是“软分叉”,软分叉是临时的

画外音:原文是说

A temporary fork in the block chain which commonly occurs when miners using non-upgraded nodes violate a new consensus rule their nodes don’t know about.


什么是硬分叉?

:有些人头硬,不按照规则来,拉了一个分支,以“道德”或者“法律”的名义,号召大家认可自己的链,形成分叉,这就是“硬分叉”,硬分叉是永久的


区块链领域最有名的硬分叉,是“以太坊”分叉,事情大概是这样的:

  • 黑客盗取了大概6kw美元的合约币

  • 以太坊开发团队修改源码,强行把第1920000个区块的资金转移到另一个地址,“夺回”黑客控制的合约币

  • 大部分矿工认同这个修改,一部分矿工不认同这个修改,于是形成了两条链,新链是以太坊(ETH),原链是以太经典(ETC)

  • 大家继续在自己认可的链路上继续挖矿

画外音:

(1)区块头里能记录版本信息,所以理论上任何人都可以改程序,升级版本自己玩,只是没有人陪你玩罢了,没人陪你玩,你挖到的矿大家不认可,就只是浪费电。还是那句话,区块链的世界里,遵守规则才能让矿工的利益最大化

(2)硬分叉,其实违背了区块链“不能修改”的技术本质,采用了人为手段“强制回滚”,楼主认为,这违背了区块链去中心化的技术本质。


讲了四篇区块链,后续开始讲比特币

  • 为什么大家疯狂的挖矿,有什么价值

  • 比特币的本质是啥

  • 区块能匀速生成,比特币为啥总量有限

  • 比特币交易的过程是怎么样的


一分钟很短,希望这一分钟,大家有收获。

期待下一个一分钟,有你一起。


转载自公众号:架构师之路,若有侵权,请联系作者进行删除.

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作者  :  岁月无恙

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