硬分叉 vs 软分叉 孰是孰非？

2015年这个漫长而炎热的夏季，已经暴露了一些关于比特币社区，令人惊讶的东西：很多人对于区块链算法如何实际运行的技术原理，其实是陌生的。

最终，bitcoin.org及各个论坛的管理者迈克尔·马夸特（Michael Marquardt），禁止了所有关于Bitcoin XT的讨论，并威胁说要从官方比特币网站上删除使用Bitcoin XT的服务。他的理由是，Bitcoin XT是一个山寨币，因为它触发了一个硬分叉。而另一方面，他认为“软分叉”（soft forks）却是完全可以接受的。

这一立场，从技术角度上来说，是根本站不住脚的，在这篇文章中，我将解释下原因。

 

软分叉和硬分叉

 

你在比特币论坛上可能并不会看到这两个词，在我随机地与比特币爱好者们的聊天当中，发现很多人都将这个术语抛在了脑后。我一次又一次地遇到过不明白这些单词意思的人，但我觉得他们应该是要明白的。

这并不奇怪，“软分叉”的概念是相对比较新出现的，并且似乎已经涌现在IRC的交流讨论当中，而不是BIP或者其他类型的标准文件。奇怪的是，甚至连开发者们也会错误地定义这个术语。

硬分叉，是当比特币协议规则发生改变，旧节点拒绝接受由新节点创造的区块的情况。违反规则的区块将被忽视，矿工会按照他们的规则集，在他们最后见证的区块之后创建区块。

软分叉，是当比特币协议规则发生改变，旧的节点并不会意识到规则是不同的，它们将遵循改变后的规则集，继续接受由新节点创造的区块。矿工们可能会在他们完全没有理解，或者验证过的区块上进行工作。

这通常被一些比特币核心开发人员描述为“向后兼容”，但这其实并不正确，并可能会让别人产生困惑。向后兼容的定义是，新的软件接受由旧软件所产生的数据或者代码，比如说Windows 10可以运行Windows XP的应用，这是向后兼容。两个分叉类型需要向后兼容，否则新节点就无法从头验证区块链。

正确的说法实际上应该是向前兼容：指旧的软件继续接受由新软件所产生的数据以及代码。当你保存了一份Word 2013文档时，你仍然可以用Word 2011来打开它，这就是向前兼容。

值得一提的是，中本聪本人并没有使用过“硬分叉”这个短语，想必此前他还未曾遇到过分叉的情况，软分叉的概念还没有绕过来么，这就对了，因为这个概念本身就有很大的缺陷：在一个正常的比特币网络中，软分叉永远都不应该发生。

这可能看起来像一个大胆的主张，让我们更进一步地分析下它。

 

为何说软分叉是糟糕的？

 

可能会出现旧软件继续处理数据，而无需进行升级的情况 ：为什么你会不想要呢？现实情况是，软件工程师们都是喜欢向前和向后兼容的，如果你的新应用程序和旧版本的可以互相操作，通常都会是双赢的。

向前兼容比向后兼容更为罕见，原因是，如果你为自己的文件或者协议添加了一些新的功能，旧版本的软件就无法理解它。有时候，你可以让新的功能是可选的：意思是指旧软件忽视掉新功能是OK的，这就是所谓的功能退化，这是一个流行的技术，特别是当网站使用了新功能后，而有些用户又想使用旧浏览器进行访问时。

向前以及向后兼容在软件工程当中，已经是非常普遍地应用了，那比特币有什么不同么？原因很简单：

向前兼容，会使运行一个节点的全部目标失效。

原因很容易就能解释，XT/Core 两个版本的下载，以及处理每一个区块，都要从创世块开始，做这个过程的目的是为了对比特币区块链进行审计。每添加一个数字，它们都会检查每一个签名。当审计完成的时候，你可以确保你使用的总账将规则应用写入到这个软件当中。

这是比特币去中心化的关键部分：使用你自己的总账副本，通过你的计算机进行计算，然后根据这个总账，仅接受有效的比特币支付，是你在增强比特币的关键经济政策。

情况很简单：没有人，甚至是拥有多数算力的矿工，可以哄骗你去接受违反这些规则的钱。

或者说……他们可以么？

下面就是软分叉的问题所在了。

在软分叉中，协议的改变是经过精心编制过的，本质上是在诱骗旧节点去相信一些东西是有效的，但它实际上可能并非如此。

这里有一个类比，试想一下一家拥有审计师团队以及交易团队的大公司。交易员们希望做一个新型的交易，但公司目前是不允许的：审计人员会执行公司的政策，检查交易员们在做些什么。而更改策略可能会是一项很慢的工作。突然有一天，一个交易员灵机一动，“嘿，伙计们，”他说，“我有一个想法，我要提交一些衍生品交易，我打算把它写在纸上，当你看到它时，它看上去就好像是一笔正常的交易，但其实它不是，审计员们是不会发现的！”

这里的审计员们，正是运行比特币全节点的人以及服务，而交易员就是那些想要改变规则的人，无论这种规则变化是一个好主意与否，其实在这里都不相关：重要的是，它们是如何进行的，审计人员正在交叉检查每一笔交易，但是他们的计算可能会得出错误的答案，因为他们不明白他们所核查的交易的真实性质。

在技术上是如何进行这项工作的？ 我们可以看看一个称之为P2SH的比特币模式，P2SH是一个非常有用的模式，它可以让多重签名更易使用，但是在区块链上会看起来很奇怪：

https://blockchain.info/tx/f837ca5c1a15fa6c2e5c7380386bacba10e936fe8625e12d9fa6c177a8f605c1

 OP_HASH160 6af7caf9b09224af8a171318f69d254c1756e54e OP_EQUAL 

这是一个比特币脚本，英文的意思是：“anyone who knows the password can spend this money” ，翻译过来就是“任何人知道这个密码，都可以花走这笔钱。”

它的问题就在于它的不安全：因为没有签名，所以当你广播了一笔，提供给任何人“密码”的交易，其他人也是可以进行一笔输出交易的，因为密码现在是公开的嘛，所以最后就存粹地变成了一场竞赛，看谁的交易第一个传递给矿工。

P2SH之所以可行，是因为比特币协议进行了修改，包含了一条新规则：当你看到上述形式的输出脚本，实际上不要将它当作一个脚本看待，而是一直特殊的处理方式：密码实际上才是“真实”运行的脚本。所以说P2SH其实是安全的，不要担心。但是为什么要使用这种迂回而奇怪的方式呢？

你猜对了，软分叉就是问题所在。这种结构的设计，总是被认为是，不了解P2SH规则的旧节点会认为交易是有效的。如果出现一笔交易，所花的币是在旧版本比特币规则下，但并不满足新的 P2SH规则的话，审查员们就无法正确地对此进行核查，并会计算出一个不正确的总账。

但是，防止这种情况的发生，就是你起初要去运行一个全节点的全部理由！哎哟！

 

硬分叉到底会发生些什么？

 

让我们想象一下 P2SH以不同的方式进行引入：通过硬分叉，那么脚本就会是这个样子的：

OP_HASH160 6af7caf9b09224af8a171318f69d2... OP_EQUAL OP_RUN

注意最后的OP_RUN：这是一个并不存在当前比特币指令集的操作码。正确地定义下，脚本会是这个样子的：

OP_HASH160 6af7caf9b09224af8a171318f69d2... OP_EQUAL OP_???

当他们到达OP _ ???位时，他们会停止并拒绝交易以及区块，因为他们会意识到，他们不知道这笔交易意味着什么。

我应该指出一点，当前实际有一个P2SH的相对提案，其名为OP_EVAL，关于它的讨论，是非常激动人心的，我不记得那场辩论的细节，也不想在这里进行重复，这也只是一个例证而已。

好了，所以你的节点已经拒绝了一个区块，因为它看不懂。怎么办呢？在我们想象的公司中，审计员会召唤CEO（也就是你），来作出一个决定，你就是决策者。而在比特币的情况下：你会因为某种方式被惊动，比如说短信或者电子邮件，然后你要做出决定该怎么做。你可以…

1. 阅读有关的规则变动，然后你觉得是OK的，升级然后继续。
2. 阅读有关的规则变动，然后你觉得不行，需要更多的考虑。
3. 明确表示要去信任任何你无法理解的脚本输出，如果你觉得自己节点的正常运行时间，要比正确的审计结果更重要时，那你可能会去这样做。

最后的选择是有风险的，但是你会发现，软分叉发生了！ 所不同的是，你是明确要求的它，你的选择不会影响其他人。只有你在冒险进行一个不正确的分类帐。 Bitcoin Core和Bitcoin XT 今天并不支持第三个选项，但是如果任何人想要，给它增加一个开关来让它启动是一件很容易的事情。

我的观点？了解就是力量。当你知道 规则已经改变时，你可以使用这些信息来采取更好的决策。而软分叉，你将不会知道规则已经改变，这就好像是在盲目地飞行。

 

选择

 

最近，bitcoin.org采取了一项新的政策，它说：

争议硬分叉对比特币是一件坏事。最好的情况下，一个有争议的硬分叉会让选择失败方链的人，感到选择权被剥夺。而最糟糕的情况是，它将使得比特币永远失去它的价值。

这是一个非常奇怪的说法，因为这就意味着改造比特币，而无需引起所谓的“选择权被剥夺”是可能的。

任何比特币的改变，都是由大多数人接受了规则的改变，正是这些人“剥夺”了那些不想要进行改变的人的权力。硬分叉也好，软分叉也罢，无论哪种技术被使用，如果交易使用了新的规则，那么就会进入广泛的传播，那么迟早你会收到支付的币，并追溯到一个新规则的交易。然后你就有两种选择，你可以验证新规则，或者不进行验证。而不进行验证的问题就是降低了自己的安全性：这就好比是将你脸上的鼻子切了下来。因此，在实践中，所有人总是会选择升级。多数人不同意软分叉，和多数人不同意硬分叉并没有什么不同，如果你不喜欢新的规则……那就坚定地选择就是了。

我们可以看到 P2SH本身就证明了这一点，这个竞争提案得到过一些矿工和开发人员的支持，但最终大家却接受了我们当前的这个版本。他们在这个问题上，没有选择，或者说，他们选择接受了改变，并继续使用比特币，而一个软分叉也没有什么区别。

因此，关于硬分叉 vs 软分叉的问题，说成是对个人权利的伟大斗争，在技术上是说不通的。它们之间是完全不相干的。

 

分叉对于矿工和商人意味着什么？

 

这篇文章有点长，所以下面我会尽量简单地进行描述。如果你是矿工或者商人，你应该会更喜欢硬分叉的更改方式，原因如下。

商人： 对于支付给你的钱，你的想法是这笔交易是尽可能多地被验证，并且你想要的是更快的验证。这就意味着，你的节点需要运行主要的规则集，如果你被甩在了后面，你是可以被欺骗的。如果你所在的链并不是主数，你需要尽快地知道，然后你要忽略掉你无法核实的交易。

请注意，在我提出关于比特币核心开发者们的一些问题之后，他们调整了代码，使得一些软分叉实际上更接近于硬分叉：Core会忽略掉那些似乎使用未知操作码的交易（也就是我们想要的！）…直到它们出现在区块当中。因此，这个调整是否有助于你，在很大程度上取决于时机。

矿工：如果你是一名矿工，并落后于多数人选择的规则，你将因为自己所使用的分叉链而失去经济回报。然而，硬分叉还是较好的。首先，它是可检测的，因此一个正确配置的节点，通过电子邮件/短信/电话的方式，可以让你知道自己的节点已经过时了。它也可以自动地关闭挖矿作业，那么你就不会浪费资源去挖取无效块。其次，如果你认为对方链是错的，然后你认为他们会同意你的观点，你可以继续尝试挖取弱链碰碰运气。然后在某个时候，每个人又回到了你的这条链，那么你就会得到所有其他矿工所没有的，可爱的coinbase。当然，这种策略是非常危险的，我是不会推荐的。但在技术上来说，是存在可能性的。

软分叉情况下，你会挖取你认为是有效的块，但实际上是其他矿工所忽略的块。然后，当他们孤立你的块时，你会认为这只是普通的运气不好罢了，并尝试建立另一个无效块……然后将再次获得孤块。如果你只是一个不常产生块的小矿工，你要弄清楚这件事情，可能需要花费你相当长的时间。然而你的口袋，还只是一个洞而已。

 

硬分叉会毁了比特币？

 

不是的，如果说有这种情况的话，那么从字面上来说，任何人都可以通过不同的规则来挖一个或者两个区块，来杀死比特币。区块链算法的根本目的是确保它不会发生任何破坏性的事情。

认为“有争议”的硬分叉会导致比特币永久性地失去价值，这个想法出自 bitcoin.org的政策。要求任何比特币的更改都需要100％（或者99%）的人同意，或者说至少有一个比特币核心开发者的认同，这就意味着，任何人都可以保持整个社区不变，他们都可通过拒绝同意进行赎回，除非他们得到他们自己想要的东西，没有哪一种基础设施是这样干的。如果比特币就是这样子，那它永远都不可能发展，最终将变得一文不值。

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原文：https://medium.com/@octskyward/on-consensus-and-forks-c6a050c792e7