什麼是硬分叉Hardfork?

在區塊鏈技術中，分叉是經常出現的詞語。
其實在前文何謂區塊鏈(一)中，大家已經接觸到分叉的概念：

上面是一個很常見，幾乎每天都會發生的分叉例子。這種分叉是因為幾乎同時掘出區塊導致。但這種分叉不造成任何影響，在中本聰設計區塊鏈就已經知道會發生這種分叉。

本文想討論的是一種特殊的分叉： 硬分叉Hardfork/軟分叉softfork。

留意過比特幣一段時間的讀者對hardfork應該不感陌生：2017年中bitcoin 就hardfork 成bitcoin 和bitcoin cash、2017年11月掀起討論熱潮的segwit2x 幾乎造成另一次硬分叉、2016年ethereum 的DAO hack 令Ethereum hardfork 出Ethereum classic。

用一句說話來解釋硬分叉：舊機制下不被認可的區塊在新機制下認可。

比如說： 本來必須要身高180cm以上才可以加入高登(香港一個有名的討論區)。但是有部份用家不同意這規舉，於是便hardfork 出新高登，開放接收身高180cm以下的用戶。所以身高180cm以下的不可以玩舊高登，只可以玩新高登。

用Bitcoin 和Bitcoin Cash 舉例：Bitcoin 是舊機制，只容許block size 為1MB 的區塊。Bitcoin Cash 是新機制，block size 上限為8MB。在舊機制中，如果礦工試圖加入8MB區塊，是不被承認的。但在新機制中8MB區塊則沒問題。

作為礦工，如果想繼續正確處理來自其他礦工的區塊，在hardfork當刻必須要升級挖礦程式，否則無法處理來自其他礦工的8MB區塊。這是hardfork與softfork的重大區別：舊礦工處理不了新礦工的區塊, 並不backward compatible。在理想情況下，所有礦工應該同一刻升級軟件。

但是礦工本身有自由選擇，就正如高登仔可以堅持身高180cm的標準，堅持不接受放寛了的規舉留在舊高登。所以上圖是ideal case, 假設所有礦工一致同意接受8MB區塊。在bitcoin cash的hard fork之中，就有大部份礦工不同意放寛block size limit，堅持以1MB為限，留在本來的區塊鏈上。如下圖：

新礦工堅持在新區塊鏈上挖礦，舊礦工堅持留在原鏈，結果是永久永裂。

分叉前你在錢包有1個比特幣，分叉後你的錢包變成1個比特幣＋1個比特幣現金。該1個比特幣現金好象憑空出現，從天上掉下(airdrop)一樣。有關分叉的經濟學將有另文詳細解釋。

至於軟分叉softfork的影響則沒這麼嚴重（也是它被稱為「軟」分叉的原因），因為softfork是指向後兼容的改動，就算小部份舊礦工不更新自己的軟件，最多只會出現少量孤兒區塊。例如區塊大小上限從1MB降低到500KB，新礦工挖出來的500KB區塊在舊礦工看來沒甚麼問題，反而是舊礦工挖出來的1MB區塊在新礦工看來不太妥當。只要新礦工佔超過50%，最長區塊鏈依然是500KB的區塊，舊礦工依舊會基於500KB鏈挖下一個區塊。

所以無論分叉是硬是軟，提議分叉的人通常會在分叉前盡量取得礦工之間的共識。如果談判失敗，新機制未能獲得大多數礦工支持而強行上馬，在最壞的情況下可能與硬分叉一樣，分裂出另一種coin。

所有Bitcoin內升級都是透過軟分叉實行，例如Pay-to-script-hash(P2SH), segregated witness (Segwit)。兩者都經歷過一個階段：部份礦工已經更新，部份礦工仍在用舊版。由於事前己有共識，未能趕及在升級日前升級礦工軟工的只佔少數，不至於影響整個網絡運作。所以一般人很少聽到soft fork, 通常是直接聽到bitcoin新加的功能/規舉。暫時只有Bitcoin鏈外的大改動，例如Bitcoin Cash才會用到hard fork。

---

延伸閱讀