Soft Forks und Hard Forks

Neugier

1. Warum kann ein Netzwerk strengere Regeln einführen, ohne jeden Node zu zwingen, gleichzeitig zu aktualisieren?
2. Welche spezifische strukturelle Veränderung im August 2017 führte dazu, dass Bitcoin Cash sich von Bitcoin abspaltete?
3. Wie führte ein Softwarefehler im März 2013 zu zwei konkurrierenden Ketten, die niemand beabsichtigt hatte?

Erkunden

1. Ein Soft Fork verschärft die Konsensregeln. Blöcke und Transaktionen, die nach den neuen, strengeren Regeln gültig sind, bleiben auch nach den alten, lockereren Regeln gültig. Diese Rückwärtskompatibilität bedeutet, dass nicht aktualisierte Nodes die Kette weiterhin akzeptieren, während aktualisierte Nodes die neuen Einschränkungen durchsetzen. Solange der Großteil der Hashrate die neuen Regeln durchsetzt, bleibt das Netzwerk auf einer Kette; andernfalls kann selbst ein Soft Fork es spalten, wie im Juli 2015.
2. Ein Hard Fork lockert oder ändert Regeln so, dass zuvor ungültige Strukturen gültig werden. Eine Erhöhung der Blockgrößenbegrenzung etwa macht größere Blöcke zulässig. Aktualisieren nicht alle Nodes, um diese neuen Strukturen zu akzeptieren, zerfällt das Netzwerk in zwei konkurrierende Ketten mit unvereinbaren Historien. Zu einer solchen Spaltung kam es am 1. August 2017, als Bitcoin Cash eine größere Blockgröße als Bitcoin einführte.
3. Soft Forks erfordern eine sorgfältige Aktivierung, denn die Miner, die die neuen Regeln durchsetzen, müssen die Mehrheit der Hashrate stellen. Ignorieren die Miner das Signal oder setzen sie veraltete Regeln durch, droht dennoch eine Spaltung der Kette. BIP9 (2015–2016) standardisierte die Aktivierung per Miner-Signalisierung: Ein Soft Fork war per Lock-in festgeschrieben, sobald 95 % der Blöcke innerhalb einer Periode von 2.016 Blöcken Bereitschaft signalisiert hatten; nach einer weiteren Periode setzten die aktualisierten Nodes ihn dann durch.
4. Der versehentliche Fork im März 2013 entstand, als ein großer Block von Version 0.8 akzeptiert, von Version 0.7 jedoch wegen einer Datenbankbeschränkung abgelehnt wurde. Das Netzwerk spaltete sich, und gelöst wurde das Problem nicht dadurch, dass die längere Kette gewann, sondern dadurch, dass die Miner bewusst auf 0.7 zurückwechselten, sodass der 0.7-kompatible Zweig den anderen überholte. Das zeigte, dass unbeabsichtigte Unterschiede zwischen Versionen das Netzwerk spalten können und dass die Lösung im Notfall eine koordinierte menschliche Entscheidung sein kann, die sich darüber hinwegsetzt, welcher Zweig in diesem Moment mehr Arbeit aufwies.
5. Historische Beispiele veranschaulichen diese Mechanismen. P2SH (Pay-to-Script-Hash) wurde 2012 als Soft Fork aktiviert und ermöglichte komplexe Skripte bei gleichzeitiger Kompatibilität mit älteren Nodes. SegWit (Segregated Witness) wurde am 24. August 2017 bei Block 481.824 aktiviert; es verlagerte die Signaturdaten aus dem Teil der Transaktion, der zur Berechnung ihrer ID dient, behob damit die Transaction Malleability und erhöhte die Kapazität. Taproot folgte im November 2021 bei Block 709.632.
6. Überprüfen Sie die Abspaltung von Bitcoin Cash in zwei Block-Explorern. Block 478.558 ist der letzte Block, den beide Ketten gemeinsam haben. Rufen Sie Block 478.559 in einem Bitcoin-Explorer und in einem Bitcoin-Cash-Explorer auf: Es handelt sich um unterschiedliche Blöcke, und der Block von Bitcoin Cash ist größer als 1 MB, was die alten Bitcoin-Regeln verboten. Ab dieser Blockhöhe betrachtet jede Kette die Blöcke der anderen als ungültig.

Kernfakten

Übung neun, sechs, drei, eins

Faktcheck

Datumsangaben, Zahlen und Behauptungen wurden mit den unten aufgeführten veröffentlichten Quellen abgeglichen.

• A. M. Antonopoulos & D. A. Harding, Mastering Bitcoin, 3rd ed. (2023), ch. 12
• BIP16: Pay to Script Hash (2012)
• BIP141: Segregated Witness (Consensus layer) (2015)
• BIP9: Version bits with timeout and delay (2015); BIP50: March 2013 Chain Fork Post-Mortem