05 ETH-GHOST

Posted 2023-05-02 YangYi215

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05 ETH-GHOST

目录

• 05 ETH-GHOST

以太坊出块速度：15s，临时性的分叉成为常态；所以对于叔块，也有奖励（7/8的奖励）；【对大矿池友好，对个体节点不友好】

问题：网络传输都需要花费十几秒的时间。

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挖矿趋势：

设备专业化：比特币ASIC、以太坊GPU（因为为了抵抗ASIC，要求内存）

矿池出现

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最初的GHOST协议：

• 3：以太坊奖励【变化】
• 7/8：叔块奖励
• uncle block只能有两个
• 后一个区块有叔父区块的哈希值
• 挖矿是无记忆的

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问题：

1 uncle block只能有两个，如果有多个该怎么办？

2 如果已经发布了下一个区块，才知道还有一个叔父区块的存在，这个时候就来不及了，那么这个叔父区块就什么奖励都没有了

3 如果大型矿池挖矿的时候，处于竞争关系，故意不包含叔父区块，后果：叔块没有7/8奖励，自己没有1/32的奖励。好像损人不利己，但是商业竞争，对自己损失小，对别人损失大。

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修改协议：

不能论资排辈：【后面的区块还认前面的叔父区块，你不要奖励，别人要】

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以太坊的GHOST协议：

为什么这么设计？

1 如果不限制辈分，对于全节点，需要维护的状态太多了；

2 出现分叉，越早进行合并，奖励越多，鼓励尽早进行合并；【招安】

3 解决分叉的情况；

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以太坊没有奖励减少的硬性规定，不会人为制造稀缺性。

比特币——>数字黄金；

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问题：

1 叔父区块中的交易要不要执行？【比特币中的分叉块中的交易作废】

不应该执行，因为兄弟块之间的交易有可能是相同的。如果执行的话，有些交易就会变成非法交易，和主链上的交易冲突。而且，不会检查叔父区块中交易的合法性。只会检查叔父区块是否符合挖矿难度要求。

2 如果分叉之后，后面还跟着一串，那么那些块怎么办？

只有分叉后的第一个区块，才可以得到叔块奖励，后面的都不行。【因为如果不是这样，分叉攻击就会变得很廉价】鼓励分叉之后及时进行合并。

区块链技术与应用肖臻老师笔记整理之------18-ETH-GHOST

注：没有全部复原，抽取了主体知识，加入了一些自己的理解，强烈建议去学习肖臻老师的课程，这绝对算得上是国内区块链讲解的顶级教程，纯学术和技术

以太坊的出块时间10多秒，比BTC提升了将近40倍，但是也带来了一些问题:

​ BTC和ETH都是运行在应用层的共识协议，底层是P2P的Network,这个over network本身的传输时间是比较长的，因为它的拓扑协议在做flooding的时候没有考虑实际的拓扑结构，这就导致发布的区块传到其他位置需要10几秒的时间，

临时分叉产生的单块被称为orphan block/stale block(孤儿块，陈旧的块)

一个问题是Mining centralization,当矿池和普通miner同时出块的时候，矿池会在拓扑中占据有利位置（比如部署多个接口，占据有利位置等），导致的问题是其他人不会跟随着普通miner挖出来的块之后挖，而是跟随着pool，使pool所在的链成为最长合法链，对于普通的miner是不利的，会出现恶性循环，越来越集中。

GHOST协议的核心思想：挖出块虽没有采纳但是会给予一些奖励。

以太坊将orphan　block称为uncle block, uncle block获得$\frac{7}{8}\ast coinbase$奖励的出块奖励，同时矿工将uncle block每包含进去一个叔区块会额外获得奖励$\frac{1}{32}\ast coinbase$。一个区块最多可以包含两个uncle block

这样的设计有利于系统中出现分叉之后及时合并

但是这样设计也有缺陷：

1. 如果出现第三个块怎么办？
2. 如果矿池出于商业利益，故意不把uncle区块包含进去

改进之后的版本：

• 后面的区块也可以继续包含，而不再仅是unlce辈分的，可能是祖父，曾祖父等，但是也会进行限制，以太坊规定只能有6代unlce block可以被包含，在七代以内有共同的祖先才可以，隔代减少

如果不限制辈分，那么全节点需要维护的状态就太多了

uncle reward :如果被miner包含进去之后，会获得出块奖励的$\frac{7}{8},\frac{6}{8},\frac{5}{8},\frac{4}{8},\frac{3}{8},\frac{2}{8}$，注意，没有$\frac{1}{8}$,算上coinbase本身一共七代块

但是miner无论包含那一代uncle block，获得的奖励都是$ \\frac {1}{32}$

uncle block不会得到gas fee,也就是tx fee

将uncle block包含进去时不执行uncle block里面的交易，否则有些交易会成为非法交易，与主链交易冲突；

只会检查uncle block是不是符合工作量证明的，而不会去检查区块里具体交易的合法性

分叉后只有第一个区块可以获得奖励，其他的都不可以，避免分叉攻击，如果认可后面的块，那么分叉攻击的成本大幅度降低，不利于合并区块和区块链安全