浅析以太坊GHOST协议

GHOST全称为Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree，即贪婪最重可观察子树协议。与Bitcoin中的最长链原则不同，以太坊使用GHOST协议，通过判断最重子树来决定主链。

算法描述

选择区块作为主链的算法

Input: Block tree T
1. set B ← Genesis Block
2. if ChildrenT (B) = ∅ then return(B) and exit
3. else update B ← argmax |subtreeT (C)|
C∈ChildrenT (B)
4. goto line 2

ChildrenT (B)  返回B的子块集合；subtreeT（C）返回以C为根树的重量

从创世块开始，将B初始化为genesis block；

判断B的子树是否为空集，为空表明无子块当前即为主链，则返回B块并退出；

否则更新B为具有最重子树的子块；

跳转到步骤2继续寻找主链的下一区块；

以太坊与比特币的主链选择

区块weight为该区块为树根下有效区块的数量（difficulty累加）

在上图可见，使用比特币中的最长链原则，0<-1B<-2D<-3F<-4C<-5B为最长主链;在以太坊中使用最重子树原则0<-1B<-2C<-3D<-4B为最重主链

叔块奖励

基本内容：

1.主链区块获得基础奖励（3Eth）

2.一个区块最多引用两个叔块

3.包含一个叔块可以获得挖矿奖励的1/32

计算公式：

((叔块高度+8-当前块的高度)/8 )*base reward

交易费用(transaction fee)不会分配给叔块，当前块高度与叔块高度相差为8（或以上）不能作为叔块，无奖励

GHOST优点

1.安全性独立于出块速度，为GHOST的扩容提供了保证（不会因间隔时间的减少而导致安全性降低，最高可达200tps）

2.解决孤块奖励问题，鼓励矿工参与出块

3.论证了盲目通过增加出块速率和区块大小，来提高TPS不可行

小结

ghost协议使用最重链原则，提高了系统安全性；

增加了对叔块对奖励，激励矿工参与；

但目前的tps仍然不高（10～20），需要其他扩容方案的参与；

参考链接：

http://www.jouypub.com/2018/9b19cff7135411bd37356e6c4f5f63b7/

https://github.com/nebulasio/consensus-survey/blob/master/ch/main.pdf