POW:区块链入门 | 深入了解孤块:孤块,实际上是一个陈腐区块

来源:头等仓

编者注:原标题为《深入了解孤块》

虽然我钟情于以太坊,以及图灵完备的区块链,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。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。但“最长链制胜”容易让人误解网络中可能存在多个竞争链。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。

江苏省人民政府将利用区块链等新技术优化政务服务流程:《江苏省促进政务服务便利化条例》已由江苏省第十三届人民代表大会常务委员会第十六次会议于2020年5月15日通过,自2020年7月1日起施行。条例包括,江苏省人民政府应当加强对数字政府建设的统筹协调,推进全省数据资源整合共享,利用人工智能、区块链、云计算、大数据等新技术,优化政务服务流程,实现以企业、群众为中心的全过程政务服务模式。(中国江苏网)[2020/5/20]

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。

让所有节点都知道有一个新挖出的区块,需要一定时间。

声音 | 金融时报:区块链企业野蛮生长阶段接近尾声,资本回归理性:金融时报刊文《大浪淘沙,全球区块链行业回归理性,各国加快布局抢滩新兴技术制高点》。文中提到,在经历了2018年的资本寒冬后,大批区块链企业被淘汰出局,行业整体热度下降,资本回归理性,区块链产业野蛮生长阶段接近尾声。大量市场投机者为财富而来,伴随着浪潮消退而去。而不变的则是安全、效率、去中心化的区块链技术价值核心。进入2019年,欧、美、日、韩等国家地区都在加快对于区块链技术的开发。我国也将区块链技术作为自主核心技术的重要突破口,推动区块链技术发展已然上升为国家战略。随着应用、监管、标准化等不断推进,政策因素引导资本、人才将再次涌入区块链产业赛道。[2019/12/20]

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,两个矿工分居网络两端,传播5秒后会出现网络分裂。

声音 | 金丘区块链研究院洪蜀宁:运行全节点只能防欺诈 不能防硬分叉:金丘区块链研究院洪蜀宁评论网友言论称,运行全节点只能防欺诈,不能防硬分叉。此前,有网友称,“不用担心比特币会修改2100万总量,这需要硬分叉,而硬分叉能否执行,是全节点说了算的。如果你不同意修改,你就像我一样,运行自己的全节点,你的比特币就永远是你的比特币,没人能擅自修改规则,无论是Core,还是矿工,都不行。”[2019/2/12]

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

声音 | Crypto Assault CEO:区块链是适于游戏开发的平台:当地时间1月18日,在inTROn 2019峰会上的“区块链上游戏与娱乐”圆桌讨论上,Crypto Assault CEO Daniel Chao表示,要实现区块链游戏的大规模应用,要让大家意识到,区块链是适于游戏开发的平台,可以在现有的领域基础上实现更多突破。 一开始要考虑市场和用户群,做游戏要从市场营销的角度增大用户群,技术上考虑争议的成本。将游戏部署到区块链上,从中心化服务器到去中心化服务器,要考虑用户是否接受,也要考虑开发的回报。如何能将游戏运行速度加快、做到更好的生态体系以支持服务,都是要考虑的问题。[2019/1/19]

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,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,因为此时B链是最长链。

无论节点是否将B或B’作为头部,一旦区块C添加在B区块后面,B’区块就会被抛弃。

B’区块的交易将放回到mempool,B'被丢弃,成为一个孤块,B'的矿工失败了,他们失去了挖矿奖励。

因此,比特币的出块时间设置为10分钟。中本聪认为,10分钟是介于快速确认时间与低概率分叉的一个“中间地带”,因此孤块数量也会减少,这是一件好事。

更新部分:

最近我注意到,在孤块和陈腐区块之间存在很多混淆。这一节就用来阐明两者的区别。

1.陈腐区块是在孤块上挖出的块。

孤块和陈腐区块的矿工即使贡献了有效算力,也不会因为挖矿而得到奖励。

比特币不会发生上述情况,因为一旦挖出D区块并广播,整个网络都会选择跟随D区块。

2.孤块实际上是一个陈腐区块。

有些人会认为,我在这篇文章中使用的术语“孤块”应该被引用为陈腐区块。

3.陈腐区块是在找到有效PoW区块后还在工作的块。

一个叫做“比特币来源”的网站已经很好地总结了这一点,我在这里应用它们的定义。“在任何一秒钟,都可能算出一个区块“答案”。这意味着,世界上所有在挖这个区块的人都必须停止,并重新开始挖矿。在此之后还继续挖矿的区块被称为“陈腐区块”,因为它包含的是旧数据和旧交易。”

4.孤块指没有“父”块的区块。

这是公认第二大原因。有些人认为,孤块应该仅指“没有父块”的块。

因为比特币是一个广泛分布的网络,一些节点知道其他节点不知道的块。如果一个节点接收到一个块,而不知道它的父块,那么节点就无法验证,所以节点必须向网络中的对等节点请求父块信息。在接收到此信息之前,该区块将被视为孤块。

然而,在比特币v0.10版本之后,由于节点下载区块的方式发生了变化,因此比特币中不再有这类型的孤块。

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