什么叫区块链分叉？

什么叫区块链分叉？

如果你知道数字货币或是区块链技术的话，你应该听说过一个专业术语“分叉（fork）”。在区块链中分叉有其特殊意义（而不是普通人眼中的叉子（fork）），当开发者在新项目中采用与原来不一致的共识机制时就有可能发生分叉。

（以太坊合约上发生的“the DAO”事件导致以太坊区块链分叉）

近年来关于区块链分叉的话题受到越来越多的关注。使其受关注的标志性事件有两个，一个是之前以太坊合约上发生的“the DAO”事件导致以太坊区块链分叉，另一个就是最近在8月1号即将要在比特币区块链上发生的用户激活软分叉（User Activated SoftFork，UASF）。

分叉主要可以分为软分叉，用户激活分叉和硬分叉。 

所谓软分叉，是指在区块链或去中心化网络中向前兼容的分叉。向前兼容意味着，在去中心化架构中，节点不一定要升级到新的共识规则，因为软分叉的新规则仍旧符合老的规则，所以未升级的节点仍旧能接受新的规则。

因此只有矿工节点需要激活软分叉，因为网络中老的节点即使不升级也可以接受新的区块。

矿工们往往倾向于升级到新版本，否则他们挖出的区块将有可能不被采用新规则的节点所接受。不过事实上很少有矿工会直接选择是否升级新规则，他们往往要根据大多数人的选择再决定是否升级。

要想软分叉成功，则必须要超过一半算力的矿工决定升级。

尽管如此，软分叉比硬分叉动静要小得多，后者需要网络中所有参与者的同意。

用户激活软分叉（UASF）是一种更加复杂的软分叉，一般来说由P2P网络中的经济的大多数（economic majority）提出，它需要大量的行业支持和协作才能实现。

去中心化体系中的节点，以及其余的economic majority（包括网络中的钱包和交易所等）往往是决定激活软分叉的主体。然而，事情也并非都是如此，Bitcoin Improvement Protocol （BIP）148就是一个例外。

BIP148

在BIP148中，强制升级隔离验证（Segregated Witness，或称为SegWit）将引发UASF，其激活窗口期为2017年8月1日凌晨至2017年11月15日凌晨。

SigWit通过将验证签名数据和交易数据分离以达到比特币区块扩容的目的。当部分数据被移除后，就为更多的交易腾出了空间，这样一来整个比特币网络的交易吞吐量也随之提高。

（BIP148中，强制升级隔离验证将引发UASF）

BIP148没有采用UASF通过矿工激活软分叉的做法。通常节点会在某个标志日期强制升级新规则，就像BIP16那样。2012年，BIP16升级支持P2SH时激活了软分叉，当时设定了一个标志日期，所有节点同意在该日期后强制执行新协议。P2SH软分叉进行地比较顺利。

比特币网络中80%的节点已经升级到支持SegWit的软件版本，所以目前只需要矿工进行切换并选择接受新协议产生的区块。当然，这还取决于其它economic  majority（钱包和交易所）如何选择。

如果这些economic majority选择在8月1日接受BIP148，矿工就有动力升级。然而需要指出的是，节点数并不能准确代表整个社区，因为有些节点可能只是云服务器上的租赁节点。

尽管如此，选择不切换到由economic majority提出的新协议显然在经济上是不明智的，因为在其它节点完成升级之后，选择不升级的矿工所挖的区块将很难被接受。这无异于去挖一种不被用户和交易所接受的另一种代币，对矿工来说没有任何好处。

为什么SegWit升级会有如此大的争议？

SegWit修复了长期以来比特币存在的交易可塑性的问题，这对于比特币区块链的长期可扩展性至关重要。交易可塑性使得用户可以在交易被确认前对交易ID进行更灵活的修改。

SegWit之所以争议大的原因在于：修复了交易可塑性的同时将会使得基于此的上层技术得以实现。比如闪电网络，将会使的比特币网络的链下交易更加方便。

（SegWit修复了长期以来比特币存在的交易可塑性的问题）

因为这个原因，再加上之前说的SegWit允许验证签名从交易数据中移除的描述，你大概就可以理解为什么部分矿工会不同意升级了，因为这有可能损害他们的利益。

除此之外，SegWit会引入脚本更新，使得比特币协议能够接受通过软分叉改变验证方式。一个可能的新方法是Schnoor signatures。Schnoor signatures能够进一步提高区块链网络容量，因为一个交易只需要一个签名。原来多重签名的交易将从中受益。Schnoor signature同时还能带来隐私性的提升。

比特币用户通常根据交易字节数来支付交易验证费用。在移除了验证数据后，交易费用将会有所降低。

再与上述的闪电网络等技术相结合，由于用户可以在链下进行交易，矿工的收入将大大减少。

在6月7日，比特币网络中的矿工总共获得超过178万美元的交易费。而到了7月10日，总的交易费降低到约48万美元，这和网络活跃度降低息息相关。

因此就目前来说，保持现状对似乎矿工来说显然更加经济。然而，如果矿工们不和economic majority保持一致的话，他们未来的收入损失将会更大。所以我们有理由相信，只要economic majority支持SegWit，矿工们也会选择支持。

SegWit存在争议的另一个原因还在于，目前许多矿工由于采用了ASICBoost矿机，因此在挖矿时（较普通矿工）有较大的优势，而SegWit将会减少这种优势，使得挖矿竞争更加公平。

截至目前，SegWit距离95%的激活条件还相距甚远。

什么是区块链硬分叉？

一旦发生硬分叉，网络中的所有参与者 — 包括矿工，商户以及用户 — 都必须更新到新版本。硬分叉不具有向前兼容性，也就是说未升级到老节点无法接受新节点生成的区块。

如果网络中无法达成一致，则区块链将分裂成两条。

（硬分叉不具有向前兼容性）

纽约共识

纽约共识（the New York Agreement，NYA）基于“SegWit2x”提案，该提案提出将先激活SegWit，并在随后的某个时间点进行增加区块大小的硬分叉。

SegWit本身能够提供相当于2M-4M的扩容效果，如果再加上增加区块大小的硬分叉，总体将获得最大约为8M的容量提升。

根据DCG的官方说明，软分叉将在获得超过80%的算力支持时激活。而硬分叉将在之后的6个月内激活。

截止到7月11日，纽约共识的信号支持率为88%（矿工们通过在他们挖到的区块加入关键字“NYA”来表示支持），这已经达到了激活条件。尽管如此，大部分的core开发者都不认同将SegWit和随后的硬分叉进行绑定。

比特币是否能保持单链是我们关注的核心问题，因为比特币的价值取决于整个网络的一致性。当有部分人能随意利用他们的权利而实施用户激活硬分叉（User Activated Hard Fork）时，我们不得不对此表示担忧。

虽然有不少人认为分叉是区块链软件发展中很自然的一部分，但新加坡成立的Qtum基金会以及很多像我们一样的团体则致力于尽量减少分叉的发生。

（SegWit本身能够提供相当于2M-4M的扩容效果）

Qtum的解决方案

作为量子链（Qtum区块链）的开发团队，Qtum基金会最近为其富有创新性的平台发布了首个测试网络Sparknet，其目的之一就是解决上述问题。一个区块链社区的组成不仅仅包括开发人员，矿工和节点，这意味着只在其中一个团体中投票是不够的。

Qtum项目的核心开发者、联合创始人JordanEarls表示，Qtum的区块链以如下方式构建，从而避免在去中心化网络中由于分歧导致的分叉。

Qtum将UTXO模型、EVM以及权益证明（PoS）进行有机结合，再加上独创的分布式自治协议（Decentralized Governance Protocol，DGP），使得区块大小升级变得更加简单。

“Qtum区块链无法完全避免分叉的发生，但它可以尽可能地减少需要分叉的次数”，Earls如是说。

Earls还说道，“经过精心设计的Qtum区块链有一套自治系统。网络中一些参数和角色可以通过这套系统进行修改。”

（由于智能合约也能成为DGP的参与者）

Qtum想要保证网络的总体一致性，同时保持不断发展创新并且尽可能多的采纳社区中利益相关者的意见。通过Qtum提出的DGP，网络中的节点、钱包、开发者以及其它利益相关团体能够更加方便地进行协作，实现网络的平稳升级。

DGP的功能强大到治理结构也可以被完全替换。因此参与治理的团体可以通过对提案投票决定改变DGP的控制者。这使得可以允许治理框架变为多层结构，比如需要得到一定数量的理事以及开发人员的投票才能通过提案。

然而，其最终目标比传统的治理系统更加有野心。由于智能合约也能成为DGP的参与者，这显然可能导致更加复杂的治理结构。在未来，我们可能还需要获得一定数量的来自社区或其它权益着的投票。

除此之外，我们还可创建一个监测区块链健康状态的智能合约，并且这个合约本身可以创建或批准自己的提案。通过这项技术，可以使得区块链具有自我调节，自我修改的能力，产生自我意识。

我们相信这项技术将是一个重大的进步，并使得Qtum成为第一具有自我意识的区块链，能够灵活的的适应其生态系统和社区的快速变化，而不需要通过持续的中断来解决一些难以预见的问题。

经过了两年多的激烈辩论，也许只有时间能验证比特币区块链是否能继续增长。然而我们可以预见的是，随着8月份UASF，Segwit2x的激活以及DGP的发布，这注定会是区块链世界一个不平凡的夏天。