區塊鏈分叉－節點共識的分歧；區塊鏈分叉會發生什麼事？

區塊鏈的帳本要如何維持一致性是相當重要的問題，所謂的分叉，是指紀錄區塊鏈帳本的節點，對帳本的共識出現分歧，簡單來說，又是全網出現兩種或多種版本的帳本，這時就必須依賴所謂的「鏈分叉選擇規則（fork choice rule）」，透過規則的設計，促使礦工們達成共識，在不同帳本中選擇一份作為該區塊鏈的權威帳本。而區塊鏈分叉又分為自然產生的「臨時性分叉」，以及區塊鏈版本升級時所導致的「硬分叉」，本文將著重探討「臨時性分叉」的原因與解決方式。

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區塊鏈分叉：臨時性分叉的原因

在 PoW 的共識機制中，礦工會互相競爭，解出一道題目，誰先解出來，誰就有下一個區塊的記帳權。問題來了，有沒有有兩個礦工同時解出題目，同時產生新區塊呢？

答案是，有可能。因為這道題目是隨機的，而且網路是異步的，勢必會有礦工因為同時解出題目，因而同時產出新區塊，此時雙方便會各自廣播自己挖到的新區塊到網路上給其他節點驗證，節點驗證過後，便會認可該區塊為新區塊。

以上圖為例，甲節點（圖上可能要標記）挖出了C區塊，乙節點（圖上可能要標記）挖出D區塊，同時廣播到網路中驗證，我們說過，網路的信息在傳遞上不會同步，會有延遲的可能，因此網路中的狀態就會變成:

C隊→先接收到C區塊的節點會認可C為新區塊 (否定D區塊，並將其放在孤塊池中)

D隊→先接收到D區塊的節點會認可D為新區塊 (否定C區塊，並將其放在孤塊池中)

區塊鏈分叉－最長鏈共識

此時礦工之間就會產生分歧，區塊鏈狀態就會長這樣：

以上圖為例，A是B的前一個區塊，又稱為「父區塊」，現在出現一個情況，C跟D區塊都同時以B作為父區塊被廣播到全網，問題來了，接下來的礦工應該要以哪一個區塊做為父區塊，繼續往下延伸呢？就是所謂的區塊鏈臨時分叉，在比特幣 PoW 算法網路中的共識規則是這樣的：

如果分叉情況出現，那麼網路上的人們繼續保持兩個分支，一但其中一個分支累積的工作量超越另一個分支，任何情況下，節點只在累計工作量多的那條鏈上工作。

簡單來說C隊以C區塊為父區塊繼續挖礦，D隊以D區塊繼續挖礦，哪一隊先挖出第二個區塊，全網便認定其為主鏈，這就是所謂的「最長鏈共識」。

以上圖為例，假設D隊率先挖出E區塊，並廣播至全網給其他節點驗證，C隊接收到E區塊後，便會將D區塊從孤塊池中取出，並以D分支作為主鏈 (因為C分支已經不是最長鏈)，C區塊便成為孤塊。

你可能會好奇，為什麼C隊的礦工要乖乖遵守最長鏈共識，因為在正常狀況下，大多數礦工都會選擇按照共識規則工作，如果有礦工選擇在較短的那條分支挖礦，即便挖出新區塊，也不會被大多數礦工認可，自然也拿不到獎勵，因此在正常情況下，理性礦工都會選擇遵循「最長鏈共識」。

區塊鏈分叉對交易的影響

遇到分叉時，短鏈區塊內驗證的交易若尚未被長鏈驗證，那會發生什麼事？我們來看看中本聰本人的解釋

如果短鏈的交易不在長鏈裡，會重新被放進交易池（內存池），等待礦工打包進入後面的區塊，該筆交易的確認數也會重新計算。這就是為什麼比特幣需要等待六個區塊，才能完全確認交易，因為一般來說，用戶不會知道區塊鏈是不是處於分叉狀態，如果包含交易A的區塊在下一個區塊後，成為孤塊，交易A除了可能需要重新驗證之外，還會有面臨雙花攻擊的風險。

至於為什麼是六個區塊，這其實並不是硬性規定，有些交易所只要有兩個確認或三個確認就能夠成功入帳了，六個確認所代表的是該交易在全網共識中處於安全狀態。當然六這個數字也是經過計算得來的，詳情請見比特幣白皮書。