前文我們已經(jīng)詳細(xì)介紹過“挖礦”的過程粘室，節(jié)點完成“工作量證明”算出隨機數(shù)后即可生成區(qū)塊并寫入?yún)^(qū)塊鏈，問題來了卜范，如果有兩個節(jié)點同時解出隨機數(shù)衔统，都把生成的區(qū)塊廣播到網(wǎng)絡(luò)中隨后寫入?yún)^(qū)塊鏈，必然會導(dǎo)致區(qū)塊鏈分叉海雪。那么所有節(jié)點就不可能有一本公共的總帳本锦爵。
如何確認(rèn)哪一份才是公認(rèn)權(quán)威的總賬本呢？
中本聰在論文《比特幣：一種點對點網(wǎng)絡(luò)中的電子現(xiàn)金》中曾介紹奥裸，比特幣工作量證明機制的本質(zhì)是一CPU一票险掀，而最長鏈包含了最大的工作量，所以“大多數(shù)人”的決定就可以表達(dá)為最長鏈湾宙。
通俗來講就是樟氢，比特幣區(qū)塊是依靠礦工們不斷進行數(shù)學(xué)運算而產(chǎn)生的，每一個區(qū)塊都必須引用其上一個區(qū)塊侠鳄，因此最長的鏈也是最難以推翻和篡改的埠啃，所以節(jié)點永遠(yuǎn)認(rèn)為最長鏈才是有效的區(qū)塊鏈，只有在最長鏈上挖礦的礦工才能夠獲得獎勵伟恶，這就是我們常說的比特幣最長鏈原則碴开。
去中心化共識
在挖礦一篇，我們了解節(jié)點通過工作量證明來競爭記賬博秫，權(quán)威的總帳本是怎么達(dá)到共識的潦牛，由以下四個獨立過程相互作用而產(chǎn)生：
1.每個節(jié)點（挖礦節(jié)點）依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對每個交易進行獨立驗證
2.挖礦節(jié)點通過完成工作量證明，將交易記錄獨立打包進新區(qū)塊挡育，并廣播至網(wǎng)絡(luò)巴碗。
3.每個節(jié)點獨立的對新區(qū)塊進行校驗并組裝進區(qū)塊鏈
4.每個節(jié)點對區(qū)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(qū)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(qū)塊鏈上運轉(zhuǎn)即寒，工作量最大的區(qū)塊鏈就是權(quán)威的公共總帳本橡淆。
最長鏈的選擇
先來一個定義，在一般情況下蒿叠，把累計了最多難度的區(qū)塊鏈明垢，也是包含最多區(qū)塊的那個鏈稱為主鏈蚣常。每一個（挖礦）節(jié)點總是選擇并嘗試延長主鏈市咽。
1.分叉
當(dāng)有兩名礦工在幾乎在相同的時間內(nèi)，各自都算得了工作量證明解抵蚊，便立即傳播自己的“獲勝”區(qū)塊到網(wǎng)絡(luò)中施绎，先是傳播給鄰近的節(jié)點而后傳播到整個網(wǎng)絡(luò)溯革。每個收到有效區(qū)塊的節(jié)點都會將其并入并延長區(qū)塊鏈。當(dāng)這個兩個區(qū)塊傳播時谷醉，一些節(jié)點首先收到#3458A, 一些節(jié)點首先收到#3458B致稀，這兩個候選區(qū)塊（通常這兩個候選區(qū)塊會包含幾乎相同的交易）都是主鏈的延伸，分叉就會產(chǎn)生俱尼，這時分叉出有競爭關(guān)系的兩條鏈抖单，如圖：
對于兩個區(qū)塊都收到的節(jié)點，會把其中有更多工作量的一條鏈作為主鏈遇八，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）矛绘。
2.分叉解決
收到#3458A的（挖礦）節(jié)點，會立刻以這個區(qū)塊為父區(qū)塊來產(chǎn)生新的候選區(qū)塊刃永，并嘗試尋找這個候選區(qū)塊的工作量證明解货矮。同樣，收到#3458B區(qū)塊的節(jié)點會以這個區(qū)塊為父區(qū)塊開始生成新區(qū)塊斯够，延長這個鏈（下面稱為B鏈）囚玫。這時總會有一方搶先發(fā)現(xiàn)工作量證明解并將其傳播出去，假設(shè)以#3458B為父區(qū)塊的工作量證明首先解出读规，如圖：
當(dāng)原本以#3458A為父區(qū)塊求解的節(jié)點在收到#3458B, #3459B之后抓督，會立刻將B鏈作為主鏈（因為#3458A為頂點的鏈已經(jīng)不是最長鏈了）繼續(xù)挖礦。
節(jié)點也有可能先收到#3459B掖桦，再收到#3458B本昏，收到#3459B時，會被認(rèn)為是“孤塊“（因為還找不到#3459B的父塊#3458B）保存在孤塊池中枪汪，一旦收到父塊#3458B時涌穆，節(jié)點就會將孤塊從孤塊池中取出，并且連接到它的父區(qū)塊雀久，讓它作為區(qū)塊鏈的一部分宿稀。
3.一點思考
比特幣將區(qū)塊間隔設(shè)計為10分鐘，是在更快速的交易確認(rèn)和更低的分叉概率間作出的妥協(xié)赖捌。更短的區(qū)塊產(chǎn)生間隔會讓交易確認(rèn)更快地完成祝沸，也會導(dǎo)致更加頻繁地區(qū)塊鏈分叉。與之相對地越庇，長的間隔會減少分叉數(shù)量罩锐，卻會導(dǎo)致更長的確認(rèn)時間。
