什么是区块链软分叉和硬分叉？

关注过比特币的人多多少少都知道区块链这个名词，毕竟区块链（BlockChain）是支撑比特币的底层技术，顾名思义，区块链就是一条由一个个区块串联而成的链，如下图所示，每个小框框表示一个区块，区块里包含若干份交易；每个小框框里的数字表示该区块被打包生成的顺序。

除了创世区块（第一个区块），每个区块都包含上一个区块的哈希值。也就是说，区块1的哈希值会存入区块2里面，区块2的哈希值也会存入区块3里边.……而哈希是种什么东西呢？哈希本质是一个函数，可以简单认为是一种输入不同的数据，会得到不同结果的函数（严格来讲不是如此的，但是这里不用太深究）。

比特币的这种机制有个非常好的特性：假如一个坏人，恶意去篡改了区块2里的交易，那么区块2就发生变化了，那么区块2的哈希值就会发生变化，区块2的哈希值发生变化了，那么区块3也会跟着发生变化，区块3发生变化，那区块4也会跟着改变...牵一发而动全身，像多米诺骨牌那样，如果你没有足够多的算力的话，想要篡改比特币系统里的数据是不可能的。

区块链有一种与生俱来的优势：难以篡改，各行各业都需要这样一个数据难以篡改的数据库，所以说，区块链是一种很有前景的技术的。

下面正式阐述区块链分叉的知识。

分叉就是指，在某一时刻，链上同时出现了两个都满足要求的不同的区块，如下图：

这两个7号区块都是合法的，只是因为很巧合刚好在同一时间上挖出两个不同的区块，那么矿工们，都相信这两个区块是合法的，有些矿工会选择在第一个7号区块后继续挖，也有些矿工则是会选择在第二个7号区块后继续挖。随着时间的推移，这两个方向上的链的长度会变得不一样，长的那个就是最终存活的那个，短的那个就会被丢弃，最终仍然只剩下一条链。

 那么什么是软分叉、什么是硬分叉呢？

所谓软分叉和硬分叉，是软还是硬，看的是分叉的时间是暂时的，还是永久的。

像上边举的例子，链上只是暂时出现分叉，过了一段时间后，就会回归为一条链了，这种分叉叫做软分叉。

那么有没有永久性的分叉呢？有！这种永久性的分叉就是硬分叉，而且往往是由于升级底层协议造成的。

但是升级底层协议造成的分叉，并不一定是硬分叉，也可能是软分叉。

区块链（公有链）作为一种去中心化的数据库，需要由许许多多的全节点进行维护，如果底层协议发布新的版本了，所有的矿工都愿意跟随升级，那就不会分叉了。可是现实情况可能是，一部分结点选择了升级协议，一部分结点并不同意升级，那么就会陷入一个很有趣的局面。

我把升级前、后的协议分成以下4种情况：

①升级后的新协议，认可旧协议下挖出来的区块；旧协议也认可新协议下挖出的区块

（新认可旧，旧认可新）

②升级后的新协议，认可旧协议下挖出来的区块；旧协议不认可新协议下挖出的区块

（新认可旧，旧不认可新）

③升级后的新协议，不认可新协议发布之后旧协议再挖出的结点；旧协议也不认可新协议下挖出来的区块

（新不认可旧，旧也不认可新）

④升级后的新协议，不认可新协议发布之后旧协议再挖出的结点；但旧协议认可新协议下挖出来的区块

（新不认可旧，旧认可新）
 

 

先来看第①种情况：升级后的新协议，认可旧协议下挖出来的区块；旧协议也认可新协议下挖出的区块（新、旧互相认可）

这种情况不会造成分叉，但是区块链里的各个区块是新、旧混杂的，不统一而已。

第②种情况：升级后的新协议，认可旧协议下挖出来的区块；旧协议不认可新协议下挖出的区块（新认可旧，旧不认可新）

由于旧协议不认可新协议下挖出的区块，所以红色区块永远不会出现在有绿色区块的链上。

由于升级后的新协议认可旧协议下挖出来的区块，所以新协议也会在旧协议挖出的区块后边跟着挖，如下图，其中对于新、旧协议来说，第一个分叉的3个绿色区块的那个分支都是无效的，因为新协议认可底下两条链，旧协议只认可最底下那条链，而最上边的那条链均不被新、旧的认可，这意味着那3个绿色的区块白挖了，。

由于新协议可以在旧协议挖出的区块后继续挖，挖出的区块所在的链的长度，比只跟在绿色的后边挖要长，因此升级新协议，挖出的区块可能并没有得到区块奖励，因此，这种情况下节点升级新协议的动力不大。

第二种情况下的分叉可以归结为永久性的，虽然升级新协议并不能带来更好的区块奖励，但协议之所以是新的，可能是出于其他方面的考量，所以升级新协议之后的节点，也不会全都降回旧协议，所以就权当认为是硬分叉吧。

第③种情况：升级后的新协议，不认可新协议发布之后旧协议再挖出的结点；旧协议也不认可新协议下挖出来的区块。（新不认可旧，旧也不认可新）

这种情况和第②种情况差不多，但分析起来更简单。新节点和旧节点，互相认为对方的链是无效的，各挖各的，这种分叉是永久性的，属于硬分叉。

第④种情况：升级后的新协议，不认可新协议发布之后旧协议再挖出的结点；但旧协议认可新协议下挖出来的区块。（新不认可旧，旧认可新）

这种情况比较特殊了。

因为升级后的新协议，不认可新协议发布之后旧协议再挖出的结点，所以，分叉后会先是变成下图这样：

但是由于旧协议认可新协议下挖出来的区块，所以，红色区块可能会出现在绿色区块的屁股后边，比如下图：

然而，升级后的新协议并不认可新协议发布之后旧协议再挖出的结点，所以绿色区块永远不会跟在红色区块屁股后边，如下图：

或者又如下图这样：

这意味着什么？

跟在绿色区块后边的红色区块，由于被新协议不认可旧协议，也就是说1，3，4号链是不被新协议认可，而旧协议认可新协议，可以跟在绿色节点的后边，在绿色的链的基础上挖，但由于区块链只认可最长的那条，所以1，3，4号链也是不被旧协议接受的。这样一来，使用旧协议挖出来的红色区块，可能并没有得到区块奖励。受利益的驱动，这些运行着旧协议的节点，会逐步升级为新协议。

所以这种情况下的分叉，是暂时性的，是软分叉。

 

以上仅是一人之言，如果文章有错误之处，还请指出多多包涵。

各位看官对此有任何看法，可以直言。