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软分叉升级规范BIP9

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比特币的软/硬分叉升级一直采用块的version字段来完成。由于是一个分布式系统,必然需要采用灰度发布模式。
: y8 w0 N7 \! b" U3 V; Y传统的升级过程4 \( R* o/ w7 o
在实施BIP9前是这样升级的,当前块版本为version,那么新块版本是version + 1,当近1000个块中的版本超过95%都是新版本时,则触发启用新特性,同时不再接收旧版本号的块。由于中间存在1000个块的窗口期,大约一周,所以给出足够的时间给当前网络中的节点实施升级。
* \* |' ]9 R$ Q. A! b1 C. M9 |. G8 x% c  s* V
上图是来自BTC.COM统计的比特币历史上几个升级过程,最近的v3升级v4的过程大约花费了一个半月左右。前面几次的升级时间更长。
$ t# H$ \7 }' e- A7 M( h这种依次递增版本号的方法,有一个明显的弊端:每次仅能进行一个特性升级。当需要同时进行多个升级时,则无法完成。BIP9的诞生就是为了解决这个问题的,同时把向下兼容性升级过程制定了规范。6 R& r/ R( u' v. ^1 _3 r1 e
BIP9特征# j# e" c+ s/ g7 M
支持多个特性同时升级新增投票时间区间新增锁定期
$ f- A: ?! ^! n( C+ O2 I  R3 a块的version字段是4字节,意味着有32位比特,前三位目前固定为001,那么剩余29个比特可以用于特性设置,与激发某个特性,则将其对应的位设置为1。6 `) H0 W, Z" N
. Y4 {; j5 ^$ G$ V' ]" J
二进制格式:
* b3 r" e# j7 U; s' s; Z" o   001   0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
. Y. B5 ]6 a+ s, v/ t4 f: u# `------   ------------------------------------2 Y1 S! j+ t! E, Z
固定保留  29个特性标识位
# F; B  Z% S6 b! }, r- n状态变迁5 l& L$ d4 L2 \
BIP9某个特性的状态有:
! N0 R3 m# s9 J6 {, d1 \+ \% y' ?DEFINED 定义。每个特性的升级设定会写到某一个版本的bitcoind中,并部署下去。STARTED 启动。启动后会有两个可能的变迁状态:LOCKED_IN, FAILED。LOCKED_IN 锁定。一旦进入锁定态,则必然会激活。锁定期为2016个块。ACTIVE 激活FAILED 失败; _3 B4 X5 z- t0 M
0 Q2 x  R) s( _9 B
; k4 I0 q& W" \" _
MTP是最近11个块的时间戳中位数。区块链上的块时间并不是按照高度递增而严格递增的,但MTP时间是严格递增的(早期可能不能严格遵守)。
# n1 N8 x" f4 ~) i" W8 u9 Z  u/ q能够进入锁定期(即得到全网同意)的条件是在2016个块中,支持的块数量达到95%,在测试网络上是75%。窗口期从之前的1000提升至2016个块,即一个难度周期,约两周。同时,还增加了2016个块的锁定期,之后才能正式激活特性。这比之前的升级,变得更加稳健,预留出充分的时间,同时意味着特性的落地周期变长。# m& O. r, a  V0 b, M- B/ n
首个采用BIP9的软分叉
8 c  i3 W, q( D3 ABIP68/112/113是首个采用BIP9方式进行升级的软分叉,随bitcoind-v0.12.1发布。使能位采用最右侧位,起始时间(starttime)是2016-05-01 00:00:00,终止时间(timeout)是2017-05-01 00:00:00。; l( F4 S' r; x: C
若要支持BIP68/112/113软分叉,那么版本号应该是: 0x20000001,二进制为:0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001。4 v' k  q7 G+ W' R% z
另外BIP109(Classic 2MB HardFork)也是采用的是BIP9规范,使能位是最左侧位,但触发窗口期与锁定期的设定均未采用BIP9的定义。其版本号是:0x30000000,二进制为:0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000。
% k! w$ i* R; m如果版本号为:0x30000001,二进制为:0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001,则意味着同时支持BIP68/112/113和BIP109。
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