前文我們已經詳細介紹過“挖礦”的過程，節點完成“工作量證明”算出隨機數后即可生成區塊并寫入區塊鏈，問題來了，如果有兩個節點同時解出隨機數，都把生成的區塊廣播到網絡中隨后寫入區塊鏈，必然會導致區塊鏈分叉。那么所有節點就不可能有一本公共的總帳本。

如何確認哪一份才是公認權威的總賬本呢？

中本聰在論文《比特幣：一種點對點網絡中的電子現金》中曾介紹，比特幣工作量證明機制的本質是一CPU一票，而最長鏈包含了最大的工作量，所以“大多數人”的決定就可以表達為最長鏈。

通俗來講就是，比特幣區塊是依靠礦工們不斷進行數學運算而產生的，每一個區塊都必須引用其上一個區塊，因此最長的鏈也是最難以推翻和篡改的，所以節點永遠認為最長鏈才是有效的區塊鏈，只有在最長鏈上挖礦的礦工才能夠獲得獎勵，這就是我們常說的比特幣最長鏈原則。

去中心化共識

在挖礦一篇，我們了解節點通過工作量證明來競爭記賬，權威的總帳本是怎么達到共識的，由以下四個獨立過程相互作用而產生：

1.每個節點（挖礦節點）依據標準對每個交易進行獨立驗證
2.挖礦節點通過完成工作量證明，將交易記錄獨立打包進新區塊，并廣播至網絡。
3.每個節點獨立的對新區塊進行校驗并組裝進區塊鏈
4.每個節點對區塊鏈進行獨立選擇，在工作量證明機制下選擇累計工作量最大的區塊鏈

共識最終目的是保證比特幣不停的在工作量最大的區塊鏈上運轉，工作量最大的區塊鏈就是權威的公共總帳本。

最長鏈的選擇

先來一個定義，在一般情況下，**把累計了最多難度的區塊鏈，也是包含最多區塊的那個鏈稱為主鏈。**每一個（挖礦）節點總是選擇并嘗試延長主鏈。

1.分叉

當有兩名礦工在幾乎在相同的時間內，各自都算得了工作量證明解，便立即傳播自己的“獲勝”區塊到網絡中，先是傳播給鄰近的節點而后傳播到整個網絡。每個收到有效區塊的節點都會將其并入并延長區塊鏈。當這個兩個區塊傳播時，一些節點首先收到#3458A, 一些節點首先收到#3458B，這兩個候選區塊（通常這兩個候選區塊會包含幾乎相同的交易）都是主鏈的延伸，分叉就會產生，這時分叉出有競爭關系的兩條鏈，如圖：

對于兩個區塊都收到的節點，會把其中有更多工作量的一條鏈作為主鏈，另一條鏈作為備用鏈保存（保存是因為備用鏈將來可能會超過主鏈難度稱為新主鏈）。

2.分叉解決

收到#3458A的（挖礦）節點，會立刻以這個區塊為父區塊來產生新的候選區塊，并嘗試尋找這個候選區塊的工作量證明解。同樣，收到#3458B區塊的節點會以這個區塊為父區塊開始生成新區塊，延長這個鏈（下面稱為B鏈）。這時總會有一方搶先發現工作量證明解并將其傳播出去，假設以#3458B為父區塊的工作量證明首先解出，如圖：

當原本以#3458A為父區塊求解的節點在收到#3458B, #3459B之后，會立刻將B鏈作為主鏈（因為#3458A為頂點的鏈已經不是最長鏈了）繼續挖礦。

節點也有可能先收到#3459B，再收到#3458B，收到#3459B時，會被認為是“孤塊“（因為還找不到#3459B的父塊#3458B）保存在孤塊池中，一旦收到父塊#3458B時，節點就會將孤塊從孤塊池中取出，并且連接到它的父區塊，讓它作為區塊鏈的一部分。

3.一點思考

比特幣將區塊間隔設計為10分鐘，是在更快速的交易確認和更低的分叉概率間作出的妥協。更短的區塊產生間隔會讓交易確認更快地完成，也會導致更加頻繁地區塊鏈分叉。與之相對地，長的間隔會減少分叉數量，卻會導致更長的確認時間。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的最长链原则的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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