Kryptovalutor som Bitcoin ( BTC) och Ethereum (ETH) drivs av en decentraliserad programvara med öppen källkod som kallas blockchain. En gaffel är en förändring av blockkedjans underliggande protokoll. En blockchain-gaffel är en viktig uppgradering av nätverket och kan antingen representera en radikal förändring eller en mindre och kan initieras av utvecklare eller community-medlemmar.
Det kräver att nodoperatörer – maskiner anslutna till blockkedjan som hjälper till att validera transaktioner på den – uppgraderar till den senaste versionen av protokollet. Varje nod har en kopia av blockkedjan och säkerställer att nya transaktioner inte motsäger dess historia.
En hårdgaffel är en radikal uppgradering som kan göra tidigare transaktioner och blockeringar antingen giltiga eller ogiltiga och kräver att alla validerare i ett nätverk uppgraderar till en nyare version. Det är inte bakåtkompatibelt. En mjuk gaffel är en uppgradering av programvaran som är bakåtkompatibel och har validerare i en äldre version av kedjan som ser den nya versionen som giltig.
I verkligheten leder en hård gaffel, oftare än inte, till en permanent kedjeseparering, eftersom den gamla versionen inte längre är kompatibel med den nya versionen. De som har tokens på den gamla kedjan beviljas tokens på den nya också eftersom de delar samma historia. Hårda gafflar kan hända av ett antal anledningar.
För att förstå vad en hårdgaffel är, är det viktigt att först förstå blockchain-tekniken. En blockkedja är i huvudsak en kedja gjord av datablock som fungerar som en digital redovisning där varje nytt block endast är giltigt efter att det föregående har bekräftats av nätverksvaliderarna. Data om blockkedjan kan spåras ända tillbaka till den första transaktionen någonsin på nätverket. Det är därför vi fortfarande kan se det första blocket på Bitcoin-blockkedjan.
En hårdgaffel är i huvudsak en permanent avvikelse från en blockkedjas senaste version, vilket leder till en separation av blockkedjan, eftersom vissa noder inte längre uppfyller konsensus, och två olika versioner av nätverket körs separat.
Detta betyder i huvudsak att en gaffel skapas på blockkedjan där en väg fortsätter att följa sin nuvarande uppsättning regler, medan den andra vägen följer en ny uppsättning regler. En hårdgaffel är inte bakåtkompatibel, så den gamla versionen ser inte längre den nya som giltig.
Hårda gafflar ses ofta som farliga på grund av den kedjesplittring som ofta uppstår. Om en splittring uppstår mellan gruvarbetarna som skyddar nätverket och noderna som hjälper till att validera transaktioner, blir själva nätverket mindre säkert och mer sårbart för attacker.
Ett vanligt sätt att vidta illvilliga åtgärder mot en blockkedja är att utföra en attack på 51 %, vilket är när en grupp gruvarbetare lyckas ha över 51 % av datorkraften som säkrar ett nätverk och användning det för att ändra blockkedjans historia. Vissa nätverk som skapats som ett resultat av hårda gafflar har i själva verket drabbats av många attacker på 51 % där dåliga skådespelare spenderat samma pengar. Dessa attacker har dåliga aktörer som utnyttjar sin överlägsna datorkraft i nätverket för att omorganisera block, vilket gör att de kan dubbla spendera.
En annan sårbarhet som är möjlig med hårda gafflar är replay-attacker. Replay-attacker inträffar när en skadlig enhet fångar upp en transaktion på ett splittrat nätverk och upprepar dessa data på den andra kedjan. Hårda gafflar utan replay-attackskydd ser att båda transaktionerna blir giltiga, vilket innebär att någon kan flytta en annan användares pengar utan att kontrollera dem.
Om hårdgafflar drastiskt kan minska säkerheten för en blockchain, varför händer de överhuvudtaget? Svaret är enkelt:Hårda gafflar är uppgraderingar som är nödvändiga för att förbättra nätverket när blockchain-tekniken fortsätter att utvecklas. Flera orsaker kan ligga bakom en hård gaffel, och inte alla negativa:
Hårda gafflar kan också hända av misstag. Ofta löses dessa incidenter snabbt och de som inte längre var i samförstånd med den huvudsakliga blockkedjan faller tillbaka och följer den efter att ha insett vad som hade hänt. På liknande sätt tillåter hårdgafflar som lägger till funktioner och uppgraderar nätverket vanligtvis de som faller utanför konsensus att gå med i huvudkedjan.
Blockkedjan Bitcoin har sett många oavsiktliga hårdgafflar genom sin historia. Dessa är vanligare än man skulle kunna tro och löses ofta så snabbt att de knappt är anmärkningsvärda.
De flesta oavsiktliga hårda gafflar inträffar när två gruvarbetare hittar samma block nästan samtidigt. Eftersom konsensus om nätverket sprids ser både blocket initialt som giltigt och fortsätter att bryta på olika kedjor innan de eller en annan gruvarbetare lägger till ett efterföljande block.
Det efterföljande blocket dikterar vilken kedja som blir den längre, vilket betyder att den andra överges för att upprätthålla konsensus. Gruvarbetare går vidare till den längsta kedjan eftersom den övergivna kedjan inte längre är lönsam att bryta Bitcoin på, eftersom de skulle bryta en del av nätverket.
När dessa gafflar inträffar förlorar gruvarbetaren som hittade det övergivna blocket myntbas och transaktionsavgiftsbelöningar. Inga transaktioner skulle dock ogiltigförklaras eftersom båda hittade blocken var identiska och innehöll samma transaktioner.
Andra oavsiktliga hårda gafflar var en del av kodproblem som ledde till kortkedjedelning. Under 2013, till exempel, bröts och sändes ett block med ett större antal totala transaktionsingångar än tidigare sett, medan vissa noder inte bearbetade det, vilket ledde till en splittring. Problemet löstes efter att några noder nedgraderat sin programvara för att nå konsensus och avvisa detta större block.
Hårda gafflar är inte det enda sättet att uppgradera programvaran bakom en kryptovaluta. Mjuka gafflar ses däremot som ett säkrare alternativ som är bakåtkompatibelt, vilket innebär att noder som inte uppgraderar till nyare versioner fortfarande ser kedjan som giltig.
En mjuk gaffel kan användas för att lägga till nya funktioner och funktioner som inte ändrar reglerna som en blockkedja måste följa. Mjuka gafflar används ofta för att implementera nya funktioner på programmeringsnivå.
För att bättre förstå skillnaden mellan hårda gafflar och mjuka gafflar kan det ses som en grundläggande uppgradering av operativsystemet på en mobil enhet eller en dator. Efter uppgraderingen kommer alla applikationer på enheten fortfarande att fungera med den nya versionen av operativsystemet. En hård gaffel i detta scenario skulle vara en fullständig förändring av ett nytt operativsystem.
Det finns många historiska exempel på hårda gafflar i kryptovalutavärlden och alla av dem hände inte med Bitcoin-blockkedjan. Här är några av de mest populära hårdgafflarna i historien och hur de påverkade branschen.
SegWit2x var en föreslagen uppgradering utformad för att hjälpa Bitcoin skala. Den var inställd för att implementera Segregated Witness (SegWit) och öka blockstorleksgränsen från en MB till två MB på kryptovalutans nätverk.
Implementeringen av SegWit2x beslutades i det kontroversiella New York-avtalet som nåddes den 23 maj 2017. Avtalet såg att ett antal Bitcoin-företagare och gruvarbetare som representerade över 85 % av nätverkets hashhastighet beslutade att framtiden för BTC bakom stängda dörrar.
SegWit skulle implementeras genom en mjuk gaffel, medan blockstorleksgränsen skulle implementeras genom en hård gaffel senare. Förslaget var kontroversiellt eftersom det inte inkluderade någon utvecklare bakom huvudkodbasen för Bitcoin, Bitcoin Core, och sågs som en centraliserande kraft - en grupp företag som bestämmer nätverkets öde utan att gruvarbetare och noder nådde konsensus. Avtalet kom efter år av debatt om att skala Bitcoin.
Förespråkare av små block hävdade att större block skulle göra det svårare att vara värd för en full nod, vilket potentiellt skulle centralisera kryptovalutan. De som stödde större block hävdade att BTC:s stigande transaktionsavgifter skulle skada dess tillväxt och prissätta vissa användare ur nätverket.
I Bitcoins nätverk är användaraktiverade mjuka gafflar möjliga. I det här scenariot kan plånboksoperatörer, börser och andra företag som kör fulla noder flytta till en ny version av blockkedjan som kommer att ha en aktiveringspunkt i framtiden, vilket tvingar gruvarbetare på ett nätverk att "falla i linje" och aktivera de nya reglerna. Om de inte gör det kan nätverket sluta splittras.
Bitcoin-användare kampanjade för en användaraktiverad mjuk gaffel vid den tiden, som svar på mötet med stängda dörrar som dikterade Bitcoins framtid och för att stoppa ett prejudikat från att skapas. De efterlyste implementering av Bitcoin Improvement Proposal (BIP) 148, som försökte implementera SegWit på Bitcoin-nätverket och hävdade att SegWit2x var en omtvistad hårdgaffel som gjorde nätverket sårbart för en replay-attack. Den släpptes i mars 2017 och skulle implementeras den 1 augusti 2017.
I rädsla för att SegWit2x-planen inte skulle uppfyllas och att se att communityn stödde SegWit, bestämde sig några storblocksanhängare för att dela Bitcoin-blockkedjan den 1 augusti 2017. Resultatet blev skapandet av Bitcoin Cash ( BCH). Dess anhängare såg inte splittringen som skapandet av ett rivaliserande nätverk, utan snarare som en fortsättning på Satoshi Nakamotos ursprungliga vision.
Blockkedjan Bitcoin Cash skapades med en blockstorlek på åtta MB som sedan har ökat till 32 MB. Än i dag hävdar Bitcoin Cash-anhängare att dess låga transaktionsavgifter kommer att hjälpa den att skala och sätta bank på de obankade, i tron att BTC kommer att bli kvar på grund av dess högre transaktionsavgifter.
Hårdgaffeln för Bitcoin Cash såg möjligheten att en hårdgaffel kom in i rampljuset, och kort därefter skapades många andra Bitcoin-gafflar. Dessa inkluderar Bitcoin Gold (BTG), Bitcoin Diamond (BTCD) och andra.
En annan stor historisk hårdgaffel var associerad med den decentraliserade autonoma organisationen (DAO) som lanserades 2016 på Ethereum-nätverket. Ethereum kör en uppsättning smarta kontrakt, som i huvudsak är bitar av kod som körs automatiskt när en uppsättning kriterier har uppfyllts. Dessa kontrakt gör pengar programmerbara och ligger bakom decentraliserade finansapplikationer (DApps).
Vid den tiden samlade DAO in ETH till ett värde av 150 miljoner dollar i en av de tidigaste crowdfunding-insatserna inom krypto, före det första mynterbjudandet (ICO)-villet 2017. Det var i huvudsak en tidig iteration av decentraliserade styrningsmodeller DeFi-protokoll använder, där tokeninnehavare röstar om protokollets framtid.
Efter lanseringen hackades DAO för 60 miljoner USD ETH från 11 000 investerare. Vid den tiden handlades Ethereum under $10, så cirka 14 % av all cirkulerande Ether investerades i DAO, och hacket var ett stort slag mot förtroendet för nätverket.
En debatt inom Ethereum-gemenskapen följde, när alla försökte komma på hur de skulle svara på attacken. Inledningsvis föreslog Ethereums grundare Vitalik Buterin en mjuk gaffel som skulle svartlista angriparens adress och hindra dem från att flytta pengarna.
Angriparen, eller någon som utgav sig för att vara dem – svarade på gemenskapen och hävdade att pengarna hade erhållits på ett "lagligt" sätt och i enlighet med det smarta kontraktets regler. De hävdade att de var redo att vidta rättsliga åtgärder mot alla som försökte beslagta medlen. Spänningarna ökade när angriparen sa att de skulle omintetgöra försök med mjuk gaffel genom att muta ETH-gruvarbetare med pengarna.
Debatt följde återigen tills en hård gaffel föreslogs. Den hårda gaffeln implementerades till slut och den rullade tillbaka Ethereum-nätverkets historia till innan DAO-attacken inträffade, och omfördelade de stulna medlen till ett smart kontrakt där investerare kunde ta ut sina pengar.
Förslaget var extremt kontroversiellt och i vissas ögon påverkade blockkedjans censurmotstånd och oföränderlighet:Investerare räddades i deras ögon. De som såg saker på det här sättet förkastade den hårda gaffeln och stödde en tidigare version av nätverket, nu känt som Ethereum Classic (ETC).
Bitcoin Cash skapades genom en hård gaffel av Bitcoin-blockkedjan i augusti 2017 och skulle senare delas upp i två nätverk när grupper inom dess community bråkade. På ena sidan fanns Bitcoin Cash ABC (BCHA), ett utvecklingsteam som försöker förbättra tekniken bakom. På andra sidan fanns Bitcoin Cash SV (BSV), ett team som stöds av den självutnämnda "Satoshi Nakamoto" Craig Wright, som försöker höja blockstorleken från 32 MB till 128 MB.
Vid block 556 767 delades blockkedjan i två och kampen om BCH-tickersymbolen började. Gruvarbetare på båda sidor använde alla resurser de kunde för att ha en hashhastighetsfördel gentemot den andra. Många krävde en attack på 51 % mot det andra nätverket för att omorganisera dess block, så att dess förespråkare skulle tvingas gå till deras sida.
Kryptovalutabörser och andra företag avslöjade att de skulle tillskriva BCH-tickern till blockkedjan som kom överst. Vissa gruvpooler avledde alla sina resurser till hashkrigen, där Bitcoin Cash ABC slutligen hade majoriteten av hashhastigheten och avvärjde alla attackförsök på 51 %. Det gjorde senare anspråk på BCH-tickern på börser och andra tjänster, med det andra nätverket som valde BSV som sin ticker.