挖礦過程中需要全球多個礦工共同競爭去獲取記賬權，由於區塊鏈是去中心化的數據結構，所以不同副本之間不能總保持一致，區塊有可能在不同時間到達不同節點，因此相互競爭的鏈之間是存在差異的。這就是我們所提到的分叉，分叉主要有三種類型：臨時分叉、軟分叉和硬分叉。
01
臨時分叉
數字貨幣進行的是競爭記賬方式，也就是誰先算出來難題，將交易打包成區塊，並將區塊公佈到網絡中，得到其他節點的驗證和接收，大家就在自己的區塊鏈上加上新的區塊，並進行下一輪的計算。
但是這裡會出現一個問題，因為廣播是需要時間的，如果A和B兩個區塊分別被不同的礦工挖出，並分別在網絡中廣播，一部分節點先得到A區塊，後得到B區塊，則他們把A作為主鏈，而B作為臨時分叉保存，這些節點被稱為紅軍；另一部分節點先得到B區塊，後得到A區塊，則他們把B作為主鏈，而A作為臨時分叉保存，這些節點被稱為綠軍。
這就是我們所說的臨時分叉，那麼接下來是以誰為準呢，紅軍和綠軍彼此並不服氣啊，所以誰也說服不了誰，區塊鏈的頂點產生了分歧，一派以紅色區塊為頂點，一派以綠色區塊為頂點。
於是大家制定了一個規則，先在誰的基礎上算出下一個區塊，按照最長鏈原則就以誰為準，後續，基於綠色區塊計算的粉色區塊率先出現並被全網接收和認可，也就是在綠軍的基礎上增加了粉軍，他們現在是紅軍一倍的實力，所以綠軍就打敗了紅軍，也就是所有節點將B+C作為主鏈，A區塊分叉被拋棄，臨時分叉結束。
在實際應用中，臨時分叉並不常見，不過存在這種可能性，所以提前約定好了處理辦法以解決這種可能出現的情況。而且臨時分叉如同名字所表達的，它只是一個臨時出現的情況，後續就還會合併到一條主鏈上。
02
軟分叉
軟分叉又稱為兼容性分叉，這也是軟分叉和硬分叉最大的區別。硬分叉是實實在在的分成了兩條鏈，而軟分叉還是在一條鏈中，只是彼此前後節點所遵守的規則有可能不同。簡單舉一個例子，硬分叉就像是另外開闢了一條新路，而軟分叉就像是在原來的土路上，我們開始修建水泥道路啦，這還是一條路，只是用料（規則）有所不同啦。
在此之前，說說分叉的原因吧，因為中本聰老先生設計比特幣的時候，沒想到比特幣發展會如此迅猛，所以當初一個區塊的大小隻設計了1M大小，也就是1000字節k，按照一筆交易250字節來算，一個區塊也就是能放4000筆交易，一個區塊按照10分鐘計算，一秒鐘只能處理7筆交易。隨著比特幣的發展，這個處理能力明顯是不足的，所以大家就考慮擴容。可是擴容的方案太多啦，有的說擴成2M，有的說擴成無限大，有的說擴成可調節的，按照之前的2016個節點的大小需求去取平均值。誰也說服不了誰，於是社區就各自按照自己的思路去對比特幣進行了擴容，在此基礎上就出現了軟分叉和硬分叉。
軟分叉例子：
1、P2SH軟分叉升級
P2SH包含在BIP16中，通過軟分叉進行升級比特幣系統，讓比特幣在支持P2PKH基礎上，再支持一種叫P2SH的標準交易類型。
2、SegWit軟分叉升級
SegWit主要包含在BIP141-144中，通過軟分叉進行升級比特幣系統，讓比特幣支持一系列SegWit的功能集。
03
硬分叉
相對於軟分叉這種比較溫柔的擴容方式之外，硬分叉則是不再承認原來的鏈條，而是在某個區塊之後，完全採取新的區塊規則。
目前已發生的區塊鏈硬分叉的案例有：
a、比特現金（BCC）
Bitcoin Cash（BCC），中文名譯為比特現金，其客戶端軟件Bitcoin abc是對Bitcoin core 0.14進行fork（複製並修改）得來的版本，將區塊大小調整到了8M，並且移除了隔離見證（SW）。2017年8月1號UTC時間12:37，比特幣區塊高度478558開始分叉，BCC由此而來，可將其視作比特幣（BTC）的分叉幣或競爭幣。
比特現金雖然算是比特幣較為成功的一個硬分叉，不過主流btc用戶還是對此持不歡迎態度。此後又出現了什麼比特黃金，比特白銀等硬分叉，則基本不被接受。
b、以太經典（ETC）
The DAO（Decentralized Autonomous Organization，即“去中心化的自治組織”）於2017年5月在以太坊上進行眾籌，在6月份已經成功募集價值約1.5億美金的以太幣，然而黑客利用攻擊，將5000萬美金的資產轉移到了他們名下。為了奪回這部分資金，以太坊團隊決定在2017年7月20日晚上，以太坊的第192000個區塊進行硬分叉，將以太坊分為以太經典（ETC）和以太坊（ETH），將已有以太幣進行回滾，以奪回黑客侵佔的以太幣。雖然這一決定並未得到以太坊社區半數以上的人群認可，質疑聲也是很多，不過以太坊團隊還是強行進行了硬分叉。
這個例子可以簡單理解為，國家印了1.5億元錢，其中5000億被強盜搶走了，為了保證利益，國家把這1.5億紙幣宣佈無效，重新印了1.5億。這個是不是合理合法呢，就仁者見仁智者見智啦。不過以太坊的創始人V神（Vitalik Buterin）的確是一個愛劍走偏鋒的人，現在國內嚴厲打擊的ICO(Initial Coin Offering)，其實也是由V神率先提出併發揚光大的，他在開發以太坊之前就是利用ICO募集比特幣作為開發以太坊的資金。之前我也說過，我認為以太坊最大的技術突破是智能合約，這也是我最看好它的地方。但實際上，以太坊最受人歡迎的地方，就是它的ICO機制，可以輕鬆的發行各種各樣金額的代幣。（發個廣告，各位如果有想發行代幣的，從幾千萬到幾千億，隨便說啊，我幫你們搞定。哈哈，開個玩笑，只是說明，其實那就是個數字罷了，空氣中飄過的數字而已）
在以太坊之前，發代幣是需要像我們這樣的IT工程師的大力參與，參考比特幣的源碼來進行二次開發，才能發幣的，成本是比較高的。但是以太坊出現之後，各種公有鏈的開發都可以基於以太坊平臺，發幣進行ICO也是如此，整個過程變的超級簡單。
04
軟分叉與硬分叉的比較
硬分叉和軟分叉最大的區別就是新舊節點的認可關係，軟分叉是新舊節點可以相互認可，彼此當做是還和原來一樣的節點（其實是具有一定欺騙性的，因為新舊節點的確有區別啦），而硬分叉則是新節點不再遵循任何老節點的規則，也將按照新規則才能產生節點，而由老規則生成的節點則會被認為是無效節點被拋棄掉。
軟分叉優點：
a.軟分叉總是隻有一條鏈，沒有分成兩條鏈的風險；
b.軟分叉不要求所有節點同一時間升級，允許逐步升級，且並不影響軟分叉過程中的系統穩定性和有效性；
但軟分叉也有缺點：
a.軟分叉的前提是老的節點總是能夠接受新節點的區塊，這就要求把系統設計成向前兼容（forward compatible）；
b.軟分叉總是建立在對老節點進行欺騙的基礎上，它讓老節點沒有察覺實際上已經發生的變化，某種程度上違背了單點完整驗證的原則；
這節課我給大家介紹了區塊鏈的分叉原理以及相關案例，讓大家瞭解到什麼是區塊鏈分叉，下一節課，我將和大家聊一聊區塊鏈的匿名性。
P.S. 名詞解釋：向前兼容（forward compatible）
向前兼容是非常有意思的術語，它不同於我們通常說的軟件設計中向後兼容（backward compatible）的方式。它要求對於新可能出現的區塊形態、共識機制有個預先的判斷，並在老的系統中留有餘地或後門。當新的節點被部署時，老的節點能夠接受新節點所產生的區塊。
那麼，比特幣裡是如何實現向前兼容的？
答案是：非標準交易（non-standard transaction）。
比特幣中設定了如下規則：
1.將所有交易分類為：標準交易、非標準交易和非法（invalid）三種；
2.如果發現非法交易，一律拒絕，如果該非法交易在某個區塊中，則拒絕整個區塊；
3.在標準配置下，所有節點對非標準交易採取以下態度：
a. 不轉發
b. 不接受
c.不打包
4.對於已經進入區塊的非標準交易採取以下態度：
接受該區塊；
對區塊中的所有交易，包含該非標準交易按既有規則進行驗證；
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