第6课 分叉与51％算力攻击

一、分叉问题

在第4课讲挖矿的时候，我们讲到每个节点都会不断的进行Hash运算，希望把自己的Candidate Block链接到区块链的末尾，成为下1个正式的新区块。

考虑下面的场景：

刚开始的时候，所有节点上的区块链是一样的（含有1，2，3 三个区块）。然后在这个时候，节点1和节点2同时挖出了Block 4，链接到各自本机的区块链末尾，也就是Block 3的后面，然后往外广播Block 4。

首先，节点1和节点2挖出的Block 4肯定是不一样的，因为是各自打包各自的Memory Pool里面的交易数据，各自计算自己的Block 4的Hash值。双方计算出来的Hash值都符合高48位为oxOOOOOOOOFFFF，所以都可以链接到Block 3的末尾。

这个时候数据就出现冲突了。节点1，节点2向外广播，因为网络传播的时延，其他节点们，有的接受到的是节点1的Block 4，有的接受到的是节点2的Block 4，接着有的在节点1的Block 4的后面挖出Block 5， 有的在节点2的Block 4的后面挖出Block 5，整个网络就出现了”分叉“。

那怎么解决呢？

答案是取最长的链！！ 什么意思呢，每个矿工都会随时监听网络上新产生的区块，一旦发现区块链分叉，并且发现自己不在最长的那条链上，就会废弃掉自己那条链，把最长的那条链同步到自己机器上。从而，所有的矿工，都会在最长的那条链上面工作。

在该场景中，意味着节点1和节点2挖出的Block 4, Block 5 2条链，有1条链会被废弃。

谁被废弃，就取决于哪条链后面接着跟了有6，7，8。。。这条变的更长，然后其他节点都会切换到这条链上面，另外1条被废弃。

这意味着在短的那条链上面工作的矿工都白干了。为了避免这种情况，所有矿工都会及时的从网络同步最新的块，确保自己一直在最长的那条链上面挖。

二、51%算力攻击

经过上面介绍，我们知道当出现分叉时，所有矿工都会逐步切换到最长的那条链上面去。

那假设某个矿工（某个机构）的算力特别强大，超过了全网其他所有节点的算力之和，达到51%以上，会是什么情况呢？

场景1：

假设所有矿工都在主链上挖，当前主链已经挖到了第1000个块。然后这个掌握了51%算力的家伙，从第200个块开始，分了个叉，自己在这个新的叉上面挖。

由于它掌控了全网51%的算力，这个分叉链的增长速度比主链快。经过1段时间，它从200挖到了1200，主链才从1000增长到1100，它的链已经超过了主链。

这个时候，它向全网广播，其他节点发现网络上出现了1个更长的链，因此都切换到1200所在的这条链。

这意味着，所有矿工在主链上挖的200 -- 1100之间的块，全部作废了，比特币也都没有了。

而这个掌握51%算力的人，拥有了从200 - 1200 所有的比特币。大家开始从1200接着往后挖。

场景2：

这个掌控51%算力的人，做了一宗大额交易，比如把自己的大量比特币兑换成美元，或者买了一个钻石。

等他拿到钻石之后，从它产生交易的所在的那个区块开始，分叉处1条新的链在上面挖。过了一段时间之后，他的链的长度超过了主链，所有节点都切换到他这条链上面。

意味着主链上面，从那笔交易所在的块开始到后面所有的块都作废了，当然他之前的那笔交易也作废了。

他花出去的比特币又回到了他的钱包，他可以拿着这批比特币再买别的东西。这就是”双花“。

三、51%算力攻击是否可能发生？

从技术上来讲，51%算力攻击是可能发生的。只要1个机构足够强大，垄断了市面上超过51%的算力。（实际上现在确实已经有了，就是赫赫有名的比特大陆公司，中国的公司。关于这个相关内容，后面会花专门的篇章来讲述比特币的生态圈）

但从经济学角度看，不太可能发生。我们知道，货币的价值来自“信用”，人民币有价值是因为有中国政府的担保，美元有价值是因为美国政府的担保，同样，比特币有价值是因为这个网络是一个值得信任的，有很高信用的网络。

如果发生51%算力攻击，其他玩家都跑了，整个网络的信用没有了，那即使你拿到再多的比特币，也是废的。

所以从这个角度看，发生51%算力攻击，也会损害攻击者自己。