Blockchain技术 – 孤块(Orphan Blocks)

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孤块(Orphan Block)，也称为陈腐区块(Stale Block)。在大多数工作量证明区块链上，时不时会出现孤块，但为什么会出现这种现象呢，它们又究竟是什么呢?

在继续阅读之前，我强烈建议您阅读这篇关于工作量证明(Proof of Work)及其工作原理的文章，帮助您更好地理解挖矿，特别是单向哈希函数(哈希)的相关概念。

工作量证明(Proof of Work)摘要

工作量证明基于单向哈希函数，单向哈希函数允许我们将无限数量的数据进行“哈希”或“压缩”运算到一个固定大小的输出，这个过程称为hash。在区块链案例中，输入数据是交易的相关数据，而输出数据是hash输出。

一旦矿工找到正确的输出数据(hash)，就会确认交易区块，并将区块提交到区块链网络中。

通俗地说，矿工们挖矿的过程即是解决一个数学函数的过程，第一个正确解决问题的人将把问题的答案广播到世界各地的节点，并获得解决问题的区块奖励。重要的是要注意，在整个网络中广问题答案的过程可能需要一些时间。

那么，如果两名矿工同时或在大致相同的时刻找到了正确的问题答案，这时会发生什么？这时这个链被分裂成两条链，一旦最长的区块链被网络发现，则另一个区块就会成为孤块。

什么是孤块？

孤块是公众使用的一个术语，但在技术文档中，它被描述为陈腐区块(Stale Block)。当两个矿工(或更多矿工)同时找到解决方案时，就会产生一个孤块。

由于每个矿工将向网络广播函数的解决答案，而网络需要一段时间来同步，因此在短时间内会出现有两条区块链的情况，这两条区块链都会认为他们是第一个找到问题的解决大难，并且是应该网络要使用的解决方案。实际上，两种解都是有效的。

一旦新的区块链激活，两条链之间的“竞赛”就开始了，哪条链长，哪条链就将成为主链。

详细的技术解释

您可以想象一下，就像美国与欧洲的两个矿工同时确认区块一样，美国的节点很可能首先由美国矿工同步，而欧洲的节点则首先由欧洲矿工同步。在那个时间点，将会有两个并发的区块链同时运行，是就如下图所示，美国节点使用美国矿工确认的区块，而欧洲节点使用欧洲节点确认的区块。这两个区块链彼此之间不通信。

如果我们看一下上面的例子，有两个并发的区块链在节点上运行，但区块链规则是，最长的链为正确的链/主链，这意味着“边”或区块链找到的下一个区块将是至关重要的，如果下一个区块在欧洲这边确认得更快，而美国那边确认的解决答案较少，则欧洲链被认为是最长的，因此美国区块链上的区块将被认为是孤块。

通常来讲，算力总量最高的链将成为主链，因为在此链上区块将会被更快地找到。

在最长的主链确定之前，没有人可以知道区块是否称为孤块。

矿工能从孤块中获得报酬吗?

这取决于区块链自身的情况，一些区块链确实会为孤块矿工支付报酬。在以太坊进入权益证明之前，其奖励了挖出孤块的矿工，但奖励低于正常区块的奖励。

此外还有太多的区块链，无法在此一一列出，但通常情况下，区块时间非常快的区块链往往会以某种方式奖励孤块矿工，但是也存在部分特殊的情况。

常见的不对励孤块矿工进行奖励，也用于NiceHash的EasyMining产品的区块链如下：

• Bitcoin (BTC)
• Bitcoin Cash (BCH)
• Dogecoin (DOGE)
• Litecoin (LTC)
• Zcash (ZEC)

孤块的交易会发生什么?

孤块中的交易不在主链上处理，这意味着如果包含交易的区块被孤立，则其中的交易将被丢弃。发送者的钱包余额将与转账之前的资金余额相同，而目的地钱包将看不到任何资金入账。然而，交易实际上可以包含在两个相互竞争的链(两个区块)中。在这种情况下，交易仍然将得到处理。