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到底什么是比特币最长链原则?

比特币本质上是由分布式网络系统生成的数字货币,其发行过程不依赖特定的中心化机构,而是依赖于分布式网络节点共同参与一种称为工作量证明(Proof of work, PoW)的共识过程以完成比特币交易的验证与记录。

PoW 共识过程(俗称挖矿,每个节点称为矿工)通常是各节点贡献自己的计算资源来竞争解决一个难度可动态调整的数学问题,成功解决该数学问题的矿工将获得区块的记账权,并将当前时间段的所有比特币交易打包记入一个新的区块、按照时间顺序链接到比特币主链上。不过,该如何确定什么样的区块链是有效的?

中本聪在论文《比特币:一种点对点网络中的电子现金》中曾介绍,比特币工作量证明机制的本质是一CPU一票,而最长链包含了最大的工作量,所以“大多数人”的决定就可以表达为最长链。通俗来讲就是,比特币区块是依靠矿工们不断进行数学运算而产生的,每一个区块都必须引用其上一个区块,因此最长的链也是最难以推翻和篡改的,所以节点永远认为最长链才是有效的区块链,只有在最长链上挖矿的矿工才能够获得奖励,这就是我们常说的比特币最长链原则。

矿工在挖矿时,由于哈希值的产生是随机的,再加上网络的延迟,就存在两个矿工同时挖出区块的可能,当发生这种情况时,如果他们一起记账就会造成区块链的分叉。此时,系统就会根据最长链原则进行取舍,即哪个新产生的区块能使其所在的区块链变得更长,则哪个区块得以被记录。所有矿工在最长链上挖矿有利于维护区块链账本的唯一性。

这条最长的区块链通常被称为“主链”。在比特币主链上其实也存在着分支,这些分支被当做备用链,如果新添加的区块使备用链累积了更多的工作量,那么这条备用链将被作为新的主链。

来源:《区块链杂谈》第六期

编辑:陶婧婕

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