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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。
+ k% w! F+ ?' `) B7 z传统的升级过程; @! T' w' U! p% f( [
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。, r# B: W  Q2 ?' R

0 Z4 \& B, k" b8 J6 G5 E. Q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。
8 X+ V& R+ M9 W( B; }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。
, O" ]# R5 Q; D* t4 @+ {) H1 |! J# ^, JBIP9特征
- K: k# E9 c1 F+ h' r- s/ ?7 L支持多个特性同时升级新增投票时间区间新增锁定期/ J( x! w( G1 U$ x4 B% ]' w
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。3 l' K! y! N' Q& |7 g0 j
$ {1 ~, B4 q" h- m' I
二进制格式:, R9 @5 [4 b% W
   001   0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
- i4 |8 j, ]- ?: B------   ------------------------------------
7 m4 m6 `! H, f" K! q固定保留  29个特性标识位* c8 O, ?2 s- _5 v. s6 [
状态变迁
. v$ B- d0 u& _BIP9某个特性的状态有:0 s) M% g5 v  i2 R& B/ G' m
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( J5 i0 z# U. ~. i2 G! k" Z
# ^3 f+ v6 I+ c& v/ Y3 `& y

- r: W- j; i. j! E( ]* Z( kMTP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)。) }4 M) {3 Z5 g: w4 a+ }- [
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。
! \1 S9 A) K% u9 Z7 K! m4 f首个采用BIP9的软分叉0 D  B5 ]! I6 g/ M$ g
BIP68/112/113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。
  E0 P5 c! r2 z+ t1 V9 L2 E# n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。
: |% b; a' ^% ~/ {- u0 F0 e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。( F3 U1 {- W( c( B  x$ E  p
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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