GHOST（Greedy Heaviest Observed Subtree）是一种主链选择协议（不是侧链选择协议）。举例来说：经典的 Proof-of-Work（POW）是以取最长的主链为基本原则，GHOST 协议则是以包含子树数目最多为基本原则。
POW 协议不能以太快的频率（上图的 Block Generation Rate）发布新的区块，因为太快发布区块，区块中的数据重复验证 6 次（若干次）立即永久封存地区块中，一旦 51% 算力攻击一旦发生，double-spend 等糟糕问题会出现，恶意的数据容易永久封存于区块中，整个 blockchain 系统需要足够长的时间来处理和恢复黑客恶意攻击所造成的破坏——这段时间可以理解为系统的有效修复时间，也可以理解为交易信息被确认的等待时间，从安全的角度，显然这段时间越长，交易数据可靠性被验证的越多，所以越可靠。相比而言，GHOST 协议就没有这个问题了，因为在 GHOST 协议控制下，“区块发布太快”和“51% 攻击持续性地控制主动权”二者没有必然的关系，GHOST 不是采用绝对算力优势获取主动权的协议。这也是为什么以太坊的出块速度要远远大于区块链。
在比特币协议中，最长的链被认为是绝对的正确。如果一个块不是最长链的一部分，那么它被称为是“孤块”。一个孤立的块也是合法的，但是发现的稍晚，或者是网络传输稍慢，而没有能成为最长的链的一部分。在比特币中，孤块没有意义，随后将被抛弃，发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。例如：挖矿节点 A 是一个矿池占有全网 30% 的算力，挖矿节点 B 占有全网算力的 10%，节点 A 会有 70% 的概率产生废块，节点 B 有 90% 的概率产生废块. 如果新旧区块之间产生的间隔太短, 则节点 A 会因为规模效应而比 B 节点更为高效。所以新旧区块的间隔过短会导致单一的矿池主导全网的挖矿过程。这个问题在以太坊中得到了很好的解决，根据 GHOST 协议，不认为孤块没有价值，而是会给与发现孤块的矿工以回报。孤块被称为“叔块”(uncle block)，它们可以为主链的安全作出贡献，也同样能获得奖励，这激励了矿工在新发现的块中去引用叔块，减少了孤块的产生。
Ghost 协议解决了两个问题：摒弃了单一的最长链原则, 取而代之的是最大子数原则；孤块奖励问题。
如下图所示：
如果单纯的计算最长链原则, 主链应该是 0 -> 1B -> 2D -> 3F -> 3F -> 4C -> 5B. 如果采用了 GHOST 协议, 以前的 ” 废块 ” 也会被考虑到主链的计算量中. 每一个节点下含一个子树, 兄弟节点之间子树节点最多的被选为主链. 这样一来 0 -> 1B -> 2C -> 3D -> 4B 成为主链, 如果采用 GHOST 协议, 一个攻击者仅仅提供一个 1A 到 6A 的长链并不能被认为是主链.
Ghost 协议的优势在于：
以太坊十几秒的出块间隔，大大增加了孤块的产生，并且降低了安全性。通过鼓励引用叔块，使引用主链获得更多的安全保证（因为孤块本身也是合法的）
比特币中，采矿中心化 (大量的集中矿池) 成为一个问题。Ghost 协议下，叔块也是能够获得报酬，可以一定程度上缓解这个问题。
孤块奖励问题：
主链节点获得 base reward；
一个节点最多引用两个叔块；
叔块必须是区块的前 2 层~ 前 7 层的祖先的直接子块；
被引用过的叔块不能重复引用；
引用叔块的区块，可以获得挖矿报酬的 1 /32，也就是 51/32=0.15625 Ether，最多获得 20.15625=0.3125 Ether；
主链节点的兄弟（非主链节点）获得 ((叔块高度 +8- 当前块的高度)/8 )*base reward，如下图表格所示；
交易费用 (transaction fee) 不会分配给叔块
被引用的叔块，其矿工的报酬和叔块与区块之间的间隔层数有关系。
间隔层数
报酬比例
报酬(ether)
1
7/8
4.375
2
6/8
3.75
3
5/8
3.125
4
4/8
2.5
5
3/8
1.875
6
2/8
1.25
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