XDAG技术详解3-主链

作者：社区成员Larry

根据定义，主链是链难度最大的的链（chain），所以，如何计算链难度（chain-diff）是关键。

链难度（chaindiff）

在xdag中，chaindiff的直接定义，是把chain上面所有block的diff直接累加起来。但是有特殊场景，当一个chain在一个时间片中经过了多个block，diff累加过程中，只累加当前时间片中diff最大的那个block的diff值。

下面对常见的几种情况举例说明：

1. 链上每个block都跨越时间片

这种是最简单的类型，每个block刚好跨越了时间片，chaindiff等于所有block难度之和。

chaindiff = t01 + t02 + t03 + t04。

1. chain在单个时间片内经过多个block，最终跨越时间片。

这种场景，chaindiff在time frame3的时间片中累加的时候，只取这三个中diff最大的一个，其他两个会忽略。

chaindiff = t6 + maxdiff(t5, t4, t3) + t2 + t1。

因为单个周期中有大量交易，这个模式实际上是最常见的模式。

在实际构造的过程中，主链上每个时间片中顶部的block会被判定会主块，也就是说，main-chain只包含每个时间片中顶部那个block，尽管也会走过同时间片中其他block，但其他block在定义上不属于main-chain，这个定义也在前一章特别说过了。那么根据定义，t5会被赋予挖矿奖励。

1. chain在单个时间片内经过多个block，终结于时间片内。

这种类型是前面一种类型的特例，计算方法是一样的，只不过这个chain在time frame3中终结了，发生了某种分叉。

chaindiff = t6 + maxdiff(t5, t4, t3)

1. chain直接跨过某个时间片

这种情况是第一种模式的特例，系统允许这种场景存在，比如系统重启过程中。

主链决策

在区块链系统中，主链是动态决策的，主链上的交易是有效交易，非主链上的交易作废或者无效，xdag中也是类似的，只不过xdag扩展了这种定义，不止主链上有效，主链直接和间接关联的图上的block也都算有效，这也是为什么xdag能大幅度的提高tps的原因。

1. 主链选择

假设机器1中的结点图如上所示，t1/t2/t3是最新的三个顶点，从这三个顶点出发向下，分别计算各个路径上block难度之和（注意前面说的计算规则）后，发现从t1开始走蓝色路径的diff和最大，则蓝色路径被选为了主链，被主链直接或间接引用的block都为有效交易（图中绿色block）。

1. 主链切换

随着网络block不断互相同步，在随后的某个时间，假设机器2存储中的结点与机器1略有不同，经过一番计算后，发现从t2开始的这条红色链条上难度和最大，则机器2会判定t2开始的这条红色链才是主链。

在新的主链下，

1. 黄色为先前无效，新规则下有效block。
2. 紫色为新老主链交叉部分，继续有效。
3. 绿色为老主链有效，新主链下无效block，则被判定无效，其中所有交易被回退。
4. 直接与间接引用

假设图中蓝色路径为主链，则有效block为：

1. 蓝色，主链路径上的block。
2. 红色，主链路径直接引用的block。
3. 黄色，主链路径间接引用block。