比特币和以太坊等加密货币由一种名为区块链的去中心化开源软件提供支持。分叉是对区块链底层协议的更改。区块链分叉是网络的重要升级，可以代表彻底的改变，也可以代表微小的改变，可以由开发人员或社区成员发起。
它要求节点操作员（连接到区块链并帮助验证区块链上交易的机器）升级到协议的最新版本。每个节点都有区块链的副本，并确保新交易不会与其历史记录相矛盾。
硬分叉是一种彻底的升级，可以使以前的交易和区块有效或无效，并要求网络中的所有验证者升级到较新的版本。它不向后兼容。软分叉是对软件的升级，它向后兼容，并且链中较旧版本的验证者将新版本视为有效。
实际上，硬分叉往往会导致永久性的链分离，因为旧版本不再与新版本兼容。那些在旧链上持有代币的人也会在新链上获得代币，因为他们共享相同的历史。硬分叉可能因多种原因而发生。
了解硬分叉
要理解硬分叉是什么，首先必须了解区块链技术。区块链本质上是由数据块组成的链，充当数字账本，其中每个新块只有在前一个块得到网络验证者确认后才有效。区块链上的数据可以一直追溯到网络上的第一笔交易。这就是为什么我们仍然可以看到比特币区块链上的 第一个区块。
硬分叉本质上是区块链与最新版本的永久性分歧，导致区块链分离，因为某些节点不再满足共识，并且网络的两个不同版本分别运行。
这实质上意味着区块链上出现了分叉，一条路径继续遵循其现有规则集，而另一条路径则遵循一套新规则。硬分叉不向后兼容，因此旧版本不再将新版本视为有效。
硬分叉通常被视为危险，因为经常发生区块链分裂。如果保护网络的矿工和帮助验证交易的节点之间发生分裂，网络本身就会变得不那么安全，更容易受到攻击。
对区块链进行恶意攻击的一种常见方式是进行 51% 攻击，即一群矿工设法掌握超过 51% 的保护网络的计算能力，并利用它来更改区块链的历史。事实上，一些由硬分叉创建的网络遭受了多次 51% 攻击，其中不良行为者重复使用相同的资金。这些攻击中，不良行为者利用他们在网络中的优越计算能力来重组区块，从而实现双重支付。
硬分叉可能带来的另一个漏洞是重放攻击。当恶意实体拦截分叉网络上的交易并在另一条链上重复该数据时，就会发生重放攻击。没有重放攻击保护的硬分叉会导致两笔交易都有效，这意味着有人可以转移其他用户的资金而不控制它们。
为什么会发生硬分叉？
如果硬分叉可以大大降低区块链的安全性，那么为什么会出现硬分叉呢？答案很简单：随着区块链技术的不断发展，硬分叉是改进网络所必需的升级。硬分叉背后可能有几个原因，但并非都是负面的：
添加功能
纠正安全风险
解决加密货币社区内部的分歧
区块链上的反向交易
硬分叉也可能是意外发生的。通常，这些事件会迅速得到解决，那些不再与主区块链达成共识的人在意识到发生了什么之后会回归并坚持主区块链。同样，增加功能和升级网络的硬分叉通常会让那些脱离共识的人重新加入主链。
意外硬分叉
比特币区块链在其历史上经历过许多意外硬分叉。这些硬分叉比人们想象的要常见得多，而且通常解决得非常快，几乎不值得一提。
大多数意外硬分叉都是在两个矿工几乎同时发现同一个区块时发生的。由于网络上的共识是分布式的，因此双方最初都认为该区块有效，并在他们或另一名矿工添加后续区块之前继续在不同的链上挖矿。
后续区块决定哪条链成为更长的链，这意味着另一条链将被放弃以维持共识。矿工将转向最长的链，因为被放弃的链不再对比特币挖矿有利可图，因为他们将挖出网络分叉。
当这些分叉发生时，发现废弃区块的矿工将失去币基和交易费奖励。但是，由于发现的两个区块完全相同且包含相同的交易，因此不会使任何交易无效。
其他意外硬分叉是导致短链分裂的代码问题的一部分。例如，在 2013 年，一个总交易输入量比之前看到的要多的区块被开采和广播，而一些节点没有处理它，导致分裂。在一些节点降级其软件以达成共识并拒绝这个较大的区块后，这个问题得到了解决。
硬分叉与软分叉的区别
硬分叉并非升级加密货币背后软件的唯一方法。相比之下，软分叉被视为一种更安全的替代方案，它具有向后兼容性，这意味着未升级到较新版本的节点仍会认为该链有效。
软分叉可用于添加新特性和功能，而不会改变区块链必须遵循的规则。软分叉通常用于在编程级别实现新功能。
为了更好地理解硬分叉和软分叉之间的区别，可以将其视为移动设备或计算机上的基本操作系统升级。升级后，设备上的所有应用程序仍将使用新版本的操作系统。在这种情况下，硬分叉将完全改变为新操作系统。
值得注意的硬分叉案例
加密货币世界中存在大量硬分叉的历史案例，但并非所有硬分叉都发生在比特币区块链上。以下是历史上一些最受欢迎的硬分叉及其对行业的影响。
SegWit2x和比特币现金
SegWit2x 是一项旨在帮助比特币扩容的升级提案。它旨在实施隔离见证 (SegWit)，并将加密货币网络上的区块大小限制从 1 MB 增加到 2 MB。
SegWit2x 的实施是在 2017 年 5 月 23 日达成的备受争议的纽约协议中决定的。根据该协议，一些代表了网络 85% 以上哈希率的比特币企业主和矿工私下决定了 BTC 的未来。
SegWit 将通过软分叉实现，而区块大小限制将通过硬分叉实现。该提案引起了争议，因为它没有包括比特币主要代码库 Bitcoin Core 背后的任何开发人员，并且被视为一种集中化力量——一群企业在矿工和节点未达成共识的情况下决定网络的命运。该协议是在关于比特币扩容的多年争论之后达成的。
小区块支持者认为，大区块会让托管全节点变得更加困难，从而可能导致加密货币中心化。支持大区块的人则认为，BTC 不断上涨的交易费会损害其增长，并导致部分用户无法使用网络。
在比特币网络上，用户激活的软分叉是可能的。在这种情况下，钱包运营商、交易所和其他运行完整节点的企业可以转向新版本的区块链，该区块链将在未来有一个激活点，迫使网络上的矿工“遵守规定”并激活新规则。如果他们不这样做，网络最终可能会分裂。
当时，比特币用户发起了一场用户激活软分叉运动，以回应决定比特币未来的闭门会议，并阻止开创先例。他们呼吁实施比特币改进提案 (BIP) 148，该提案旨在在比特币网络上实施 SegWit，并认为 SegWit2x 是一个有争议的硬分叉，使网络容易受到重放攻击。它于 2017 年 3 月发布，定于 2017 年 8 月 1 日实施。
由于担心 SegWit2x 计划无法实现，并且看到社区支持 SegWit，一些大区块支持者决定在 2017 年 8 月 1 日分叉比特币区块链。结果是比特币现金的诞生。它的支持者并不认为这次分裂是竞争网络的产生，而是将其视为中本聪最初愿景的延续。
比特币现金区块链最初创建时区块大小为 8 MB，后来增加到 32 MB。至今，比特币现金的支持者仍坚持认为，其低交易费将有助于扩大规模并为没有银行账户的人提供银行服务，他们认为 BTC 会因为交易费较高而被甩在后面。
比特币现金硬分叉使硬分叉的可能性成为众人关注的焦点，不久之后，许多其他比特币分叉也相继诞生。其中包括比特币黄金 (BTG)、比特币钻石 (BTCD) 等。
DAO 黑客攻击
另一个重大的历史硬分叉与 2016 年在以太坊网络上推出的去中心化自治组织 (DAO) 有关 。以太坊运行一组智能合约，这些合约本质上是代码块，只要满足一组条件就会自动执行。这些合约使货币可编程，并支持去中心化金融应用程序 (DApps)。
当时，在 2017 年首次代币发行 (ICO) 热潮之前，DAO 在加密货币领域最早的众筹活动中筹集了价值 1.5 亿美元的 ETH。它本质上是 DeFi 协议使用的去中心化治理模型的早期迭代，其中代币持有者对协议的未来进行投票。
DAO 推出后，遭到黑客攻击，11,000 名投资者损失了价值 6,000 万美元的 ETH。当时，大约有 14% 的流通 ETH 投资于 DAO，这次黑客攻击对网络信心造成了重大打击。
以太坊社区内部开始争论，每个人都在忙着想办法应对攻击。最初，以太坊创始人 Vitalik Buterin 提出了一个软分叉，将攻击者的地址列入黑名单，阻止他们转移资金。
攻击者或冒充他们的人向社区回应称，这些资金是通过“合法”方式获得的，符合智能合约的规则。他们声称，他们准备对任何试图扣押资金的人采取法律行动。随着攻击者表示他们将用这些资金贿赂 ETH 矿工来阻止软分叉企图，紧张局势加剧。
争论再次爆发，直到有人提议硬分叉。最终实施了硬分叉，并将以太坊网络的历史回滚到 DAO 攻击发生之前，将被盗资金重新分配到智能合约中，投资者可以提取资金。
此举极具争议，在一些人看来，影响了区块链的抗审查性和不可篡改性：在他们看来，投资者正在得到救助。持这种观点的人拒绝硬分叉，并支持网络的早期版本，即现在的以太坊经典版。
算力之战：ABC 对阵 SV
比特币现金是在 2017 年 8 月通过比特币区块链的硬分叉创建的，后来由于社区内各派之间的争斗而分裂为两个网络。一方是比特币现金 ABC (BCHA)，这是一个试图改进其背后技术的开发团队。另一方是比特币现金 SV ，这是一个由自称“中本聪”的克雷格·赖特支持的团队，试图将区块大小从 32 MB 提高到 128 MB。
在区块 556,767 处，区块链一分为二，争夺 BCH 股票代码的战斗开始了。双方矿工都部署了一切资源，以获得比对方更多的哈希率优势。许多人呼吁对另一个网络进行 51% 攻击，以重组其区块，从而迫使其支持者转向他们一方。
加密货币交易所和其他企业透露，他们将把 BCH 代码归于获胜的区块链。一些矿池将他们的所有资源都投入到哈希战争中，Bitcoin Cash ABC 最终拥有了大部分哈希率并抵御了任何 51% 攻击企图。它后来在交易所和其他服务上宣称 BCH 代码为 BCH，而另一个网络则选择 BSV 作为其代码。
