区块链共识算法：分叉的整体介绍和通俗解释

区块链简要介绍

我们一般意识形态中的链条是铁链，是铁做的，一环环环相扣。从形象上看，区块链也可以这样理解，只不过它不是铁做的，而是由区块连接在一起的。一定的数据结构。 这是最简单的原型

见下文

通俗解释共识

所谓共识，通俗地说，就是大家对某件事的理解都达成一致。 比如在日常会议中讨论问题，或者判断一个动物是不是猫。 肉眼看到后，我们觉得它像一只猫。 如果它符合猫的特征，那么我们就认为它是猫。 共识是规则。

继续我们的会话示例。 参加会议的人通过开会讨论解决问题。

与区块链不同的是，参与挖矿的矿工通过一定的共识方式（算法）来解决自己的账本与其他节点的账本保持一致的问题。 保持账本一致更深层的含义是保持链中区块信息的一致性。

为什么需要共识？ 没有它可能吗？ 当然不是，生活中没有共识规则，一切都是乱七八糟的。 区块链没有共识规则，每个节点各干各的，失去了一致性的意义。

这两个例子的对应关系如下：

如果您不理解节点的概念，请先作为矿工来理解。 一个节点包含很多角色，矿工就是其中之一。

共识算法

目前常见的节点账本与区块链中其他节点账本一致的共识方法（算法）如下：

PoS，以以太坊（ETH）为代表，从PoW过渡到PoSDPoS，以柚子（EOS）为代表 PBFT 拜占庭容错，联盟链常用

以下是各共识算法概念的通俗解释，注意！ 它是一个概念，而不是代码级别的详细实现。

工作量证明

它的全称是：Proof of Work 工作量证明。 字面意思就是谁干得越多，话语权就越大，这在一定程度上类似于现实生活中的多劳多得的概念。 这个例子会穿插生活中的例子，其他的解释不会累赘。

以比特币为例，比特币挖矿就是通过计算匹配某个比特币区块头的哈希值来争夺记账权。 这个过程需要通过大量的计算才能实现。 简单理解就是你的计算量大（工作量大）btc分叉统计btc分叉统计，你有很大概率获得记账权，即矿工挖出的区块合并到主链中。

区块头的哈希值，饭盒第一层是米饭。 那么这里的价值就是记账权，话语权，区块头挖出来的区块是有效的。

所以。 当很多节点都在挖矿的时候，每个人都可能挖出一个区块，然后广播给其他节点。 然后每个节点会根据谁先挖到区块来确认区块。 纳入链条。

与现实生活相比，在数学竞赛中，参数主义者就相当于矿工。 对于一道题，谁先解出，就公布计算过程和答案。 不是裁判评判，而是选手验证。 和其他相关信息记录在小册子/数据库/网络中。 然后继续下一个问题。

回到比特币挖矿：

一旦计算完成，通知其他节点在该节点收到通知后停止计算。 节点开始验证信息，成功挖出有效区块的节点将获得比特币奖励。

同时解决了问题怎么办？ ---① 答案见下一章区块链分叉

区块链分叉

请注意，私有节点不在讨论范围内，所有节点均基于公共节点。 分叉情况有：

软分叉

现在回答上一章留下的问题---①，①的情况是一种软分叉，当两个或多个节点同时挖出一个块号相同的块，然后他们广播信息在同时，假设一个是A，另一个是B，那么距离A较近的节点会在收到其他消息之前先收到A的信息，开始确认A信息挖出的区块，然后将A挖出的区块添加进去到自己的公链。 同样，离B较近的节点会先处理B挖出的区块信息，并加入到自己的公链中。

上面的文字对应下图。 离A最近的是节点1，离B最近的是节点5

此时，链条出现了分叉。 这是使用相同的共识算法和共识规则造成的分叉。

发生这种情况时，矿工最好自我纠正。 由于解决问题的能力与矿工数量成正比，因此两条链的增长速度也不同。 一段时间后，一条链条总是比另一条链条长。 当矿工发现全网有一条更长的链时，他会放弃自己当前的链，复制所有新的更长的链，并在这条链的基础上继续挖矿。 所有矿工都这样操作，这条链成为主链，分叉链将被丢弃。

硬分叉的出现

如果改变了区块链软件的共识规则，而这个规则的改变是不向前兼容的，老节点无法识别新节点产生的区块，老节点就是不升级，那么分叉就会导致链一分为二。

分叉点之后的链以后不会互相影响，节点站上阵营后也不会再互相广播区块信息。 新旧节点开始在不同的区块链上运行（挖矿、交易、验证等）

举个简单的例子，如果节点1.0版本接收10个区块结构字段，一年后节点版本2.0发布，2.0兼容1.0，但是1.0不能接受2.0版本的额外字段。

硬分叉过程：

一个例子：

2017 年 8 月 1 日，比特币现金（BCH）区块链在区块高度 478559 成功脱离主链。这种新加密货币的默认区块大小为 8MB，区块大小可以动态调整。 由于老节点只识别小于1MB的区块，运行BCH客户端节点产生的区块不向前兼容，会被老节点拒绝。 最终，运行不同客户端的矿工会长期运行在两个不同的区块链上（BTC和BCH）

软分叉的出现

第二种软分叉不一定是节点自我纠正。 一个安全的解决方案必须依靠人力将节点升级到相同的版本。

当新节点的算力大于全网的50%时，由于新节点的算力大于50%，无论老节点是否升级，最长的链肯定是一条由新节点生成的区块组成的链。 而且，这条最长的链最终将成为双方都认为合法的链。 原因参考上面提到的最长链复制，可以复制是因为满足了以下几点。 新的不能接旧的，但到头来和以后总是比旧的长。 当新节点的算力小于或等于全网的50%时，将无法通过长节点的短复制实现统一。 结果是：分叉。 理由如下。