什么是 shadow fork？

什么是影子分叉（shadow fork）？

Shadow fork 与 devnet 类似，但不同的是它不维护自己的状态，而是复制另一个网络（devnet 或主网）的状态。

例如，Ethereum 主网的影子分叉仍然接受所有发往主网的交易。

这条分支可以切换到 Proof-of-Stake，但仍会保留主网的交易记录及其他状态/历史数据。

影子分叉上的合并（merge）成功后，它会转到 Proof-of-Stake 链，并忽略之后添加到主网上的任何 Proof-of-Work 区块。

影子分叉与普通分叉有什么区别？

影子分叉是有意用原链的现有状态数据创建的，用于测试网络升级；而普通分叉则发生在开发社区修改协议或受到黑客攻击时。分叉发生时，区块链会分裂，产生第二条（新的）区块链，它与第一条区块链历史相同，但路径不同。

核心开发者对区块链的升级导致分叉的一个例子是 London Hard Fork，它引入了 EIP-1559，用于优化 Ethereum 的交易费用结构。

Bitcoin 和 Ethereum 都基于区块链技术，运行在开源软件之上。之所以被称为“区块链”，是因为它们由一个个数据块组成，这些数据块可以一路追溯到网络上的第一笔交易。

由于是开源的，其社区负责维护和改进源代码。因此，分叉可能是为了让区块链更安全、添加新功能，或者是为了缓解黑客攻击的影响——2016 年 The DAO 事件之后就发生过这种情况。

2016 年，Ethereum 区块链分裂成了 Ethereum Classic（保留了反映被盗 360 万 ETH 的准确账本）和 Ethereum（通过分叉撤销了这次黑客攻击）。

软分叉（soft fork）与硬分叉（hard fork）有什么区别？

软分叉与硬分叉的区别在于：软分叉是修改现有区块链的代码，而硬分叉是将区块链分裂成两条不同的链。

软分叉

可以把软分叉看作是运行区块链的软件的一次更新。只要所有人都使用它，它就会成为网络的新规则集。

软分叉通常通过修改代码库和客户端软件，被用来为 Ethereum 添加新特性或新功能。这些改动与分叉之前生成的区块兼容，因为最终结果仍是单一一条区块链。

硬分叉

当代码改动大到新版本无法与旧区块兼容时，这就叫“硬分叉”。在这种情况下，区块链会分裂成两部分：

1. 遵循旧规则的旧区块链
2. 遵循新规则的新区块链

这会产生一种全新的加密货币，许多知名货币正是由此诞生。硬分叉从原始 Bitcoin 区块链中分离出了 Bitcoin Cash，Ethereum Classic（ETC）也是从 Ethereum（ETH）中分离出来的。

为什么影子分叉很重要？

影子分叉是 web3 开发者的重要工具，因为它让开发者能够针对主网生产环境的最新状况，验证他们对网络即将进行的升级所做的假设。

在为The Merge（将 Ethereum 的执行层从 Proof-of-Work 改为 Proof-of-Stake）做准备的过程中，影子分叉与公共测试网一起被用来测试。

影子分叉的重要性在于证明合并（Merge）能够顺利实现，不会给运行在网络上的现有应用带来不利的过渡影响。

带有这些影子分叉的测试网将作为测试场地，确保合并过渡顺利进行，并有助于让节点运营者和开发者建立信任。

影子分叉是如何运作的？

在上图中，最上面一行 Goerli 区块显示的是规范（即原始）区块链上的一个节点，它并不知道影子分叉的存在。

中间一行 Goerli 区块代表的是影子分叉链上的一个节点，其配置不同，会告诉它在达到终端总难度（TTD，即用作触发客户端停止挖矿并转向 PoS 的总挖矿难度）时进行分裂。 最后一行展示的是专门为影子分叉创建的信标链（Beacon Chain）。当达到 TTD 时，规范链上的节点会继续照常出块，仿佛什么都没发生；而那些配置已改变的节点则会分裂出去，经历合并（Merge）。

然后，下一个验证者会为合并后的信标链生成第一个区块。

影子分叉是实现这一目标的最佳方式，因为它让开发者能够测试分叉与合并流程的运行效果，而不会影响公共测试网或主网。

通过反复进行这种影子分叉操作，开发者可以在不同情况下测试合并过渡。

有哪些知名的影子分叉？

有两个测试网因其影子分叉而广为人知：Goerli 经历过三次影子分叉，而主网经历过六次。 两次主网影子分叉之间的主要区别在于，所有客户端组合都成功完成了影子分叉转移并保持了同步。

这次影子分叉还为每个客户端使用了 develop/unstable 分支。这意味着开发者不再需要合并分支。在主网上，存款合约（deposit contract）被再次使用，只是采用了不同的 fork ID。

这意味着在影子分叉上，每一笔主网存款都必须被处理并标记为无效。这项计算量很大的操作在少数客户端上引发了一些边缘情况，但网络整体仍运行正常。

如何影子分叉 Ethereum

如果你有兴趣分叉 Ethereum，可以参考 Alchemy 的分步指南，学习如何使用免费的 Alchemy 账户、HardHat 和命令行界面（CLI）来分叉 Ethereum 主网。

影子分叉是关键的 Ethereum 开发者工具

影子分叉在 Ethereum 区块链的持续开发和扩容改进中扮演着重要角色。借助影子分叉，Ethereum 核心开发者、节点提供商和独立质押者可以为即将到来的全网范围变更做好准备，从而使 Ethereum 应用生态系统不受影响。