Объяснение: что такое софтфорк и как он работает?

Если у вас есть интерес к криптовалюте, возможно, вы слышали о том, что такое вилы. Проще говоря, форк — это изменение протокола блокчейна, согласованное с его участниками. 

Это может произойти по разным причинам, и их можно разделить на мягкие итвердые вилы. 

В этой статье мы обсудим концепцию мягкой форки на блокчейне — как она работает, как она активируется, несколько примеров и чем мягкая форка отличается от хардфорка.

Когда речь заходит о биткоинах и других криптовалютах, в сети криптовалют происходит «временное расхождение». Программная вилка — это изменение протокола программного обеспечения, которое приводит к тому, что только ранее действительные блоки или транзакции становятся недействительными.

При использовании мягкой форки внесенные изменения являются обратно совместимыми — это означает, что старые ноды по-прежнему могут добавлять новые блоки в блокчейн, если они соответствуют новым правилам. Правила блокчейна называются протоколом блокчейна. 

Давайте обсудим и проясним концепцию мягких вил в отношении протокола блокчейна.

Что такое протокол блокчейна?

Блокчейн может быть определен как общедоступный распределенный реестр, который записывает транзакции в глобально подключенную сеть компьютеров, известных как ноды. Все ноды одинаковы и соединены друг с другом через интернет. В сети все участвующие ноды должны подтвердить транзакцию, прежде чем она будет добавлена в блокчейн. 

Блокчейн обычно работает в соответствии с заранее установленными правилами, известными как протоколы блокчейна, о которых согласны все участвующие одноранговые (узлы) в сети. Эти правила состоят из следующего:

1. Инструкции по аутентификации и управлению транзакциями в сети
2. Алгоритм, определяющий механизм взаимодействия всех участвующих нод в сети
3. Интерфейс прикладного программирования (в некоторых случаях)

Таким образом, в рамках этого протокола программная форка — это изменение протокола программного обеспечения, в результате которого только ранее действительные блоки транзакций становятся недействительными. Поскольку старые ноды признают новые блокчейны действительными, мягкая форка считается обратной совместимостью.

В качестве наиболее распространённого варианта обновления блокчейна биткоина часто используются мягкие вилки, поскольку они представляют собой сниженный риск нарушения работы сети. Кроме того, в отличие от хардфорка, для установки новых правил в мягких вилках требуется обновление только большинства майнеров.

Иногда мягкая вилка может возникать из-за мгновенной разницы в блокчейне, когда майнеры, использующие необновленные ноды, нарушают новое правило консенсуса, с которым их ноды не знакомы. Если необновленные ноды продолжают работу с блоками майнинга, то последние будут отклонены обновленными нодами.  

Другой тип форка, который может возникнуть, известен как хардфорк, который представляет собой модификацию протокола, которая требует, чтобы все сетевые ноды обновили программное обеспечение до последней версии, чтобы продолжить участие в сети. В отличие от мягкой форки, жесткая форка не позволяет нодам в обновленной версии блокчейна принять старые правила блокчейна; соблюдаются только новые правила. 

Мягкий вилочный подхват и жесткий вилочный подхват

Твердые и мягкие вилы похожи тем, что оба изменяют существующий код криптовалютной платформы. И хотя для продолжения работы и эффективного управления блокчейн-сетями крайне важны как жесткие, так и мягкие вилы, между ними есть фундаментальные различия.

Во-первых, мягкий форк приводит к тому, что только один блокчейн остается действительным по мере того, как все больше пользователей переходят на использование обновления. По сути, это постепенное обновление блокчейна. Однако с хардфорком старые и новые блокчейны существуют одновременно, а значит, программное обеспечение должно обновляться для работы в соответствии со свежими правилами. По сути, это внезапное разделение на блокчейн. Несмотря на то, что оба вилочных подхвата приводят к разнообразию типов, мягкий вилочный подхват поддерживает один блокчейн, в то время как жесткий вилочный подхват приводит к тому, что блокчейн делится на два. 

Таким образом, основное различие между мягкой и жесткой вилкой заключается в том, насколько необходимо обновлять программное обеспечение для непрерывного участия в сети.

Большинство разработчиков будут стремиться к значительному обновлению безопасности в блокчейне. Несмотря на то, что это связано с увеличением вычислительной мощности, хардфорк считается гораздо менее рискованным в этом отношении. 

Твердый вилочный подхват может быть результатом деления в сообществе блокчейна, как и в случае с форком Биткоин Кэшард в 2018 году. Это стало результатом разногласий в сообществе блокчейнов биткоина по поводу размера и масштабируемости блока. В отличие от этого, мягкие вилы обычно можно решить по взаимному согласию и включить более сплоченные настроения в сообществе блокчейна. 

Как работает мягкий вилочный подхват?

Как подробно описано в предыдущем разделе, в связи с обратно совместимым изменением протокола программного обеспечения возникает мягкая вилка. В результате новая форк-сеть следует новым правилам, а также соблюдает старые правила. По сути, первоначальная сеть продолжает следовать старым правилам.

Новые транзакции, как правило, представляют собой дополнительные программные вилки, которые требуют, чтобы только участники (получатель и отправитель) вместе с майнерами задержали новый тип транзакции. Это подразумевает, что новый тип транзакции отображается для предыдущих клиентов (транзакция «оплата любому») и убеждает майнеров отклонить старые блоки, включая эти транзакции, за исключением случаев, когда транзакция подтверждается новыми правилами.

Для внедрения мягкой форки большинству майнеров необходимо запустить клиента, который распознает форк. Другими словами, чем больше майнеров придерживаются новых правил, тем безопаснее будет сеть после вил. Например, если 3⁄4 майнеров распознают вилку, то оставшиеся 1⁄4 блока не гарантированы в соответствии с новыми правилами. Однако они останутся действительными для старых нод, которые не знают о новых правилах, но будут проигнорированы новыми нодами.

Что касается обновлений, то для поддержания консенсуса в мягких вилках не нужны ноды. Это связано с тем, что все блоки со свежими правилами мягкого форкинга также следуют предыдущим правилам. Таким образом, предыдущие клиенты их принимают. 

Однако для обратного движения мягких вил требуется хардвилка. Это связано с тем, что программная вилка удостоверяет, что только допустимые наборы блоков являются подходящим подмножеством того, что было допустимо до вилки. Если пользователи перейдут на клиент пост-мягкого форка, а позже большинство решит вернуться к клиенту пост-мягкого форка, пользователи клиента пост-мягкого форка нарушат гармонию блокчейна в момент появления блока, который не соответствует новым правилам своих клиентов.

Почему происходит мягкий вилочный захват?

Возможно, вы уже поняли, что мягкая вилка — это акосметическое изменение. Он изменяет или добавляет функции, не мешая структуре блокчейна, и может возникать по различным причинам, таким как изменение алгоритма консенсуса или некоторые изменения/обновления программного обеспечения.

Когда большинство майнеров, выполняющих обновление сети, используют свои хеширующие возможности для исполнения новых правил, это называется активируемой майнером программной форкой (MASF).

Также существует активируемая пользователем программная форка (UASF). В этом случае все ноды координируются для исполнения новых правил без поддержки майнеров. 

Мягкая вилка также может возникнуть из-за временного расхождения в блокчейне, когда майнеры, использующие необновленные ноды, нарушают новое правило соглашения, с которым их ноды не знакомы.

Примеры мягких вил

В качестве наиболее распространённого варианта обновления блокчейнов биткоина используются мягкие вилки, поскольку считается, что они представляют меньшую вероятность разделения сети. Предыдущие примеры успешных программных вил включают такие обновления программного обеспечения, какBIP 66 (дела с проверкой подписи) и P2SH (изменение формата адреса биткоина).

1. BIP (34, 65 и 66) были установлены в блокчейне биткоина через сигнализацию майнера с использованием количества версий блоков. По сути, были предложены новые правила консенсуса для использования в блоках с более высоким номером версии, чем в преобладающей версии блока, уже используемой в сети. 
2. P2SHor PAY-TO-SCRIPT-HASH — это патч, добавленный в блокчейн биткоина в 2012 году и изменивший способ проверки транзакций. Чаще всего он считается адресами в биткоине, начиная с «3», а не «1».
3. SegWit, или SEGREGATED WITNESS, был мягкой вилкой, используемой для увеличения скорости транзакций биткоина. Поскольку новый блок транзакций добывается в среднем каждые 10 минут, основная идея заключалась в увеличении количества транзакций, которые могут быть включены в каждый блок. SegWit освободит некоторое пространство в каждом блоке, которое затем можно будет использовать для включения большего количества транзакций. Это было сделано путем удаления открытого ключа из блока вместе с подписью, связанной с каждой транзакцией, и отправки их через другой канал обмена сообщениями. Поскольку открытый ключ и подпись занимают почти 60% всего размера транзакции, их отправка по отдельности может удвоить количество транзакций в каждом блоке. Именно поэтому этот подход был назван «Отдельным свидетелем», поскольку «свидетель» (подпись) был отделен (отправлен отдельно) от транзакции.

Заключение

Вилочный подхват предоставляет блокчейн-сети возможность самостоятельно обновляться, а также добавлять новые функции к существующим криптовалютам, такие как масштабирование функций, которые не менее важны для внедрения. В блокчейнах биткоина часто используются программные вилки для внедрения новых и обновлённых правил и алгоритмов, совместимых с предыдущими версиями.

Однако проблемы заключаются в исполнении форка, а не в его принципе. Таким образом, эффективные процессы управления являются ключом к их внедрению.