原文标题：《共识算法解读-PoW 算法之 GHOST》
撰文：Johnathan

问题引入：高吞吐量下比特币的安全性如何？

比特币为了保障其安全性，采用最长链规则，并固定了区块大小和出块时间间隔，从而导致其低吞吐量 (<10Tps) 和长时间区块确认间隔 (6 个区块，每个区块平均需要 10 分钟），这一直以来饱受诟病，影响了比特币网络的大规模使用。

一开始人们思考的是在比特币最长链的规则上，通过增加区块大小（1M->4M) 和减小出块间隔来增大吞吐量，但是这却带来了三个很大的问题：

• 不断的分叉！分叉也就意味着安全性降低，容易引起双花攻击。
• 区块奖励受网络延迟影响：整个网络的区块奖励不单单与算力有关，网络延迟较低的节点更有可能获得出块奖励。
• 容易受到自私挖矿攻击：恶意节点出块后先不公布，直到发现比主链长时再公布

下图阐释了在一种区块生成间隔较小（区块生成率大于区块传播延迟）的网络中，区块链网络高度分叉，此时攻击者可以秘密创造 6 个区块（由红色虚线标记），从而超过主链的场景。

于是，研究人员开始思考，如何在保证高吞吐量的同时，还能保证安全性？

2015 年，以色列的学者 Yonatan Sompolinsky 和 Aviv Zohar 就提出了一种 The Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree (GHOST) 贪婪最重可观测子树算法，以解决这个问题。

论文链接：共识算法相关 paper:Secure High-Rate Transaction Processing in Bitcoin[1]

那么 GHOST 又是如何做的？

GHOST 的思路很简单，它对比特币的最长链规则进行更改，在每次分叉的时候选取拥有最重子树的分叉节点。举例来说（参考上图），就是在 0 处分叉为 1B 和 1A 时，1A 的子树（它进行自私挖矿）共有 6 个块（包括 1A 块），1B 的子树有 12 个块，12>6, 所以选 1B 为主链的块。这样就减轻了了分叉带来的问题，使得主链不断向后增长。

也就是说，主链之外的区块也被计入了算力。具体的算法如下，输入整个树结构的区块链，输出最终主链的最后一个区块 B：

该算法，从创世区块 (Genesis) 开始，每次分叉就选取最重子树，直到确定完主链的序。还是拿图中的例子，最终选取的主链是 (责任编辑：admin)