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区块链入门 | 深入了解孤块:孤块,实际上是一个陈腐区块

虽然我钟情于以太坊,以及图灵完备的区块链(比特币不是),但以太坊也是建立在比特币的众多概念基础之上,因此两者有极大相似性。

本文,我们就来聊聊比特币的“孤块”。大多数情况下,所有PoW链都与下文描述相符合。

比特币有一个“最长链制胜”的规则,也就是说,拥有最高算力的那条链将获得认可,或被网络接受为“主链”。这是为了防止个人或某个集团掌控集体网络(除非该集团掌控网络50%以上的算力)。由于PoW算法需要大量算力做支撑,因此对于作恶者而言,要保持最长链不仅困难,而且耗资高昂。

最常见的情况是,最长链是拥有最多区块的链,如果区块数量相同,则比拼总PoW(将难度相加)。但“最长链制胜”容易让人误解网络中可能存在多个竞争链(测试链除外,它们不参与竞争)。正确的理解是,一条链存在多条路径,节点需要遵循PoW最多的那条路径。

那路径又是指什么?也就是我们经常会碰到网络无意中出现的分歧或“分叉”。

在采用PoW算法的区块链中,当网络中两位矿工几乎同时算出PoW难题,会产生意外分叉。两位矿工各自向剩余网络广播自己是“制胜”区块所有者,这是由于网络延迟造成的(没有瞬时出块)。

让所有节点都知道有一个新挖出的区块,需要一定时间。

假设两位矿工几乎同时算出答案,我们将他们的区块称之为B与B’。两位矿工都将自己的“成功“区块广播给周围的节点,节点又广播给对等节点,直到整个网络都知道这一新区块。如果一个区块达到整个网络需要10秒(并非真实的时间),两个矿工分居网络两端,传播5秒后会出现网络分裂(假设整个网络的延迟时间一致)。

半数的人认为B区块的链是主链,而另一半人认为B’区块的链才是主链。

问题产生了

直到整个网络都知道了B和B’区块,先看到B区块的会将B放到最前面,但同时会将父块(B与B’区块之前的区块)连接B’区块作为参考。

节点将B区块放到自己主链的最前面,但又同时保持对B’区块的引用。

之后,矿工又立即展开下一轮区块挖矿竞争。取决于矿工,下一个区块要么添加到B链,要么添加到B’链。

假设在这个例子中,矿工在B区块后面添加下一个区块C(让B链成为最长链),并将C区块广播到剩余网络。除非再次出现分叉,否则一旦接收C区块,B’链将自动接受B区块路径(头部为C区块),因为此时B链是最长链。

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