分叉
fork:原来是一条链，现在是两条链形成了分叉。有两种情况：
①如果同时有两个结点发布了区块，这时候就会形成分叉：state fork，由于对比特币这个区块链当前的区块状态有意见分歧而导致的分叉，forking attack也属于state fork，只不过分叉攻击这个意见分歧是故意造成的，所以有时候我们管这个叫deliberate fork。
②比特币的协议发生了改变，要修改比特币的协议，需要软件升级，在一个去中心化的系统里，在升级软件的时候，没有办法保证所有的结点同时都升级软件，我们假设大部分结点升级了软件，少数结点因为种种原因没有升级，有可能还没有来的及升级，也可能是不同意这个协议的修改，这种分叉叫做protocol fork，因为对比特币的协议产生了分歧，因为使用不同的协议造成了分叉。
可以根据对协议修改的内容的不同，分为硬分叉（hard fork）和软分叉（soft fork）
什么是硬分叉？什么是软分叉？
hard fork
出现硬分叉的情况，如果对比特币协议增加新的特性，有一些new feature，这些没有升级软件的那些旧的节点，他是不认可这些新特性的，他认为这些new feature是不合法的。这个时候就属于我们对比特币协议的内容产生了意见分歧，就会导致分叉。一个例子就是：比特币中的区块大小限制（block size limit）。
比特币规定每个区块是1M字节，有些人认为1M这个限制太小了，增加了比特币的延迟。
一个交易差不多可以认为是250个字节，所以1000000字节大概是4000个交易左右，平均十分钟一个区块，算下来大概是每秒钟七笔交易
我们用信用卡处理交易和这个完全不是一个数量级的，很多电商网站很多都不止这些，所以有的人认为这个区块太小了，限制了比特币的throw put（不知道老师是不是说的这个），同时也增加了延迟，因为你区块就只能装这么多区块，如果交易太多了的话，那可能有些交易，就得等到下一个区块才能被发布，平均要等十分钟
我们假设有人发布了软件更新，把这个block size limit从1M增加到了4M（大多数结点更新了这个软件，少数节点没有更新【这里所说的节点数目不是按照账户的数目来算的，是按照算力的多少来算的】），这个时候系统运行起来会有什么结果？
备注：图中的解释有错误，应该是新产生的区块，旧结点不认可
备注：图中的“就”为“旧”
只要这些旧结点不更新软件，分叉就不会消失，这就是为什么管他叫硬分叉（hard fork）。
比特币社区中，有些人是比较保守的，像这种block size limit这种new feature，有些人真的是不会同意，而且，区块的大小不是越大越好（详情看比特币网络）。
如果存在了硬分叉，那么下面的那一条链的出块奖励还有吗？
是有的（在各自的链上是承认的），会造成社区的分裂，如果一直存在下去，就会分家了，相当于变成了两种币，原来没有分裂的币，应该变成上下两条链都认可。
后来有了一个措施：在各自的链上加上一个chain ID
soft fork
软分叉出现的情况？如果我们对比特币协议加一些限制。加这个限制之后，原来合法的交易或者是合法的区块，在新的协议中，有可能变得不是合法了，这就引起软分叉。
举例：
如果有人发布了软件更新，block size limit缩小了，由1M变成0.5M（实际上不会这样做，因为1M已经是比较小的了）
实际当中可能出现软分叉的情况
①给某些目前协议中没有规定的域增加一些新的含义，赋予他们一些新的规则：coinBase域，每个发布的区块里可以有一个铸币交易，coinBase可以有个特别的用途（作为extra nonce 拿出8bytes），其实coinBase不止8个字节，那其他字节干嘛用呢？有人就建议，把他作为UTXO集合的根哈希值，目前这个集合只是全节点自己在内存中维护这样一个集合，主要是为了快速查找能够交易是不是double spending，但是这个集合的内容并没有写到区块链，这个和我们说的Merkle proof不太一样。
如果你要证明某个账户上有多少钱，如果你是全节点的话，可以算一下，就是看一下A这个账户在这个UTXO里对应的输出上面一共收到多少个币，就是A账户上有多少钱。
有很多区块链钱包（手机上的app），他不可能在手机上维护一个全结点，他需要知道账户的余额，需要询问其他的全节点，那么全节点返回一个结果，你怎么知道他是不是对的？
你现在是证不出来的，你自己如果没有维护一个UTXO集合，是没有办法用Merkle proof证出来的，所以有人就提议：
把UTXO集合当中的内容也组织成一条Merkle tree，这个Merkle tree有一个根哈希值，这个哈希值写在coinBase中，因为你block header没有办法再改了（block header动静太大了），coinBase中的内容在网上传递的时候，最终会传递到block header中，这样的话，你就可以用Merkle proof证出来
有人发布软件更新，规定coinBase域要这样写，这样是硬分叉还是软分叉？软分叉，因为新节点发布的区块，旧结点认为是合法的，因为旧结点不管你coinBase什么内容，都认为是合法的，但是旧结点发布的区块，新节点可能是不认的。
比特币历史上，一个比较著名的软分叉的例子，是P2SH（Pay to Script Hash），这个在最初的比特币版本里是没有的，是后来通过软分叉加进去的：
你支付的时候，不是付给一个Public Key的哈希，而是付给一个赎回脚本的哈希，这是新节点要做的；而对于旧结点，他不理解P2SH的特性，他只会做第一阶段的验证，所以，旧结点认为合法的交易，新节点可能认为是非法的
总结
soft fork：只要系统中有半数以上的结点更新了软件，就不会出现永久的分叉，可能会出现临时的分叉。
hard fork：必须是所有的节点都要更新软件，系统才不会出现永久性的分叉，如果有小部分节点不愿意更新，那么这个系统就会分成两条链。