前文我們已經(jīng)詳細(xì)介紹過“挖礦”的過程，節(jié)點(diǎn)完成“工作量證明”算出隨機(jī)數(shù)后即可生成區(qū)塊并寫入?yún)^(qū)塊鏈，問題來了，如果有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)解出隨機(jī)數(shù)，都把生成的區(qū)塊廣播到網(wǎng)絡(luò)中隨后寫入?yún)^(qū)塊鏈，必然會(huì)導(dǎo)致區(qū)塊鏈分叉。那么所有節(jié)點(diǎn)就不可能有一本公共的總帳本。

如何確認(rèn)哪一份才是公認(rèn)權(quán)威的總賬本呢？

中本聰在論文《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的電子現(xiàn)金》中曾介紹，比特幣工作量證明機(jī)制的本質(zhì)是一CPU一票，而最長鏈包含了最大的工作量，所以“大多數(shù)人”的決定就可以表達(dá)為最長鏈。

通俗來講就是，比特幣區(qū)塊是依靠礦工們不斷進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算而產(chǎn)生的，每一個(gè)區(qū)塊都必須引用其上一個(gè)區(qū)塊，因此最長的鏈也是最難以推翻和篡改的，所以節(jié)點(diǎn)永遠(yuǎn)認(rèn)為最長鏈才是有效的區(qū)塊鏈，只有在最長鏈上挖礦的礦工才能夠獲得獎(jiǎng)勵(lì)，這就是我們常說的比特幣最長鏈原則。

去中心化共識(shí)

在挖礦一篇，我們了解節(jié)點(diǎn)通過工作量證明來競爭記賬，權(quán)威的總帳本是怎么達(dá)到共識(shí)的，由以下四個(gè)獨(dú)立過程相互作用而產(chǎn)生：

1.每個(gè)節(jié)點(diǎn)（挖礦節(jié)點(diǎn)）依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)交易進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證
2.挖礦節(jié)點(diǎn)通過完成工作量證明，將交易記錄獨(dú)立打包進(jìn)新區(qū)塊，并廣播至網(wǎng)絡(luò)。
3.每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的對(duì)新區(qū)塊進(jìn)行校驗(yàn)并組裝進(jìn)區(qū)塊鏈
4.每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行獨(dú)立選擇，在工作量證明機(jī)制下選擇累計(jì)工作量最大的區(qū)塊鏈

共識(shí)最終目的是保證比特幣不停的在工作量最大的區(qū)塊鏈上運(yùn)轉(zhuǎn)，工作量最大的區(qū)塊鏈就是權(quán)威的公共總帳本。

最長鏈的選擇

先來一個(gè)定義，在一般情況下，**把累計(jì)了最多難度的區(qū)塊鏈，也是包含最多區(qū)塊的那個(gè)鏈稱為主鏈。**每一個(gè)（挖礦）節(jié)點(diǎn)總是選擇并嘗試延長主鏈。

1.分叉

當(dāng)有兩名礦工在幾乎在相同的時(shí)間內(nèi)，各自都算得了工作量證明解，便立即傳播自己的“獲勝”區(qū)塊到網(wǎng)絡(luò)中，先是傳播給鄰近的節(jié)點(diǎn)而后傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)收到有效區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)都會(huì)將其并入并延長區(qū)塊鏈。當(dāng)這個(gè)兩個(gè)區(qū)塊傳播時(shí)，一些節(jié)點(diǎn)首先收到#3458A, 一些節(jié)點(diǎn)首先收到#3458B，這兩個(gè)候選區(qū)塊（通常這兩個(gè)候選區(qū)塊會(huì)包含幾乎相同的交易）都是主鏈的延伸，分叉就會(huì)產(chǎn)生，這時(shí)分叉出有競爭關(guān)系的兩條鏈，如圖：

對(duì)于兩個(gè)區(qū)塊都收到的節(jié)點(diǎn)，會(huì)把其中有更多工作量的一條鏈作為主鏈，另一條鏈作為備用鏈保存（保存是因?yàn)閭溆面湆砜赡軙?huì)超過主鏈難度稱為新主鏈）。

2.分叉解決

收到#3458A的（挖礦）節(jié)點(diǎn)，會(huì)立刻以這個(gè)區(qū)塊為父區(qū)塊來產(chǎn)生新的候選區(qū)塊，并嘗試尋找這個(gè)候選區(qū)塊的工作量證明解。同樣，收到#3458B區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)會(huì)以這個(gè)區(qū)塊為父區(qū)塊開始生成新區(qū)塊，延長這個(gè)鏈（下面稱為B鏈）。這時(shí)總會(huì)有一方搶先發(fā)現(xiàn)工作量證明解并將其傳播出去，假設(shè)以#3458B為父區(qū)塊的工作量證明首先解出，如圖：

當(dāng)原本以#3458A為父區(qū)塊求解的節(jié)點(diǎn)在收到#3458B, #3459B之后，會(huì)立刻將B鏈作為主鏈（因?yàn)?3458A為頂點(diǎn)的鏈已經(jīng)不是最長鏈了）繼續(xù)挖礦。

節(jié)點(diǎn)也有可能先收到#3459B，再收到#3458B，收到#3459B時(shí)，會(huì)被認(rèn)為是“孤塊“（因?yàn)檫€找不到#3459B的父塊#3458B）保存在孤塊池中，一旦收到父塊#3458B時(shí)，節(jié)點(diǎn)就會(huì)將孤塊從孤塊池中取出，并且連接到它的父區(qū)塊，讓它作為區(qū)塊鏈的一部分。

3.一點(diǎn)思考

比特幣將區(qū)塊間隔設(shè)計(jì)為10分鐘，是在更快速的交易確認(rèn)和更低的分叉概率間作出的妥協(xié)。更短的區(qū)塊產(chǎn)生間隔會(huì)讓交易確認(rèn)更快地完成，也會(huì)導(dǎo)致更加頻繁地區(qū)塊鏈分叉。與之相對(duì)地，長的間隔會(huì)減少分叉數(shù)量，卻會(huì)導(dǎo)致更長的確認(rèn)時(shí)間。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的最长链原则的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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