双重支出：理解加密货币的这一基本风险

什么是双花？

双花代表了数字货币系统的一个主要挑战，可能导致在同一时间使用相同的资金进行两笔不同的交易。如果没有有效的解决方案，这个问题使得数字支付协议基本上无法使用，因为用户无法验证收到的资金是否已在其他地方被花费。

在加密货币生态系统中，防止货币单位的重复是至关重要的。如果用户可以简单地复制粘贴他们的货币单位或将相同的资金发送给两个不同的接收者，整个系统将完全受到威胁。数字货币的可行性依赖于为防止这种欺诈行为而建立的机制。

针对双花问题的解决方案

集中化的方式

集中式方法是解决双花问题的最简单方案。它通常涉及一个中央权威来监督系统并控制货币单位的发行和分配。大卫·乔姆的eCash完美地展示了这种方法。

在这个系统中，银行可以使用盲签名来发行数字货币，正如Chaum在其1982年发表的文章《用于不可追踪支付的盲签名》中所描述的那样。该过程的工作原理如下：

1. 用户请求银行将其资金转换为数字货币
2. 用户生成随机号码 ( 作为唯一标识符 )
3. 这些号码被用户 "盲化" 以保护其隐私
4. 银行盲签这些号码并借记相应的账户
5. 用户可以在商家处花费这些"数字票据"
6. 商家必须立即在银行兑换这些钞票

这种方法，尽管对于机密转账有效，但有一个关键缺陷：它完全依赖于中央权威。数字货币的价值仅仅依赖于银行是否愿意兑现。因此，客户完全受制于金融机构，这正是加密货币试图解决的问题。

去中心化的方式

在没有中央权威的系统中，防止双花是一项更为复杂的挑战。参与者必须就共同规则达成一致，以防止欺诈，同时激励诚实。

区块链是比特币白皮书中提出的一项重大创新，是在去中心化环境中解决这一问题的首个可行方案。尽管中本聪并没有明确命名它，但这种革命性的数据结构能够解决双花的问题。

区块链像一个具有独特属性的公共数据库。网络中的节点运行特定软件，使它们能够与同伴同步数据库的副本。这个过程确保整个网络可以验证从初始区块(开始的完整交易历史。系统的透明性使得轻松检测和防止双花的尝试成为可能。

当用户发送交易时，该交易并不会立即被视为最终确认。它必须首先通过挖矿过程被包含在一个区块中，然后该区块必须被添加到链上。因此，接收者应在多次确认后才将交易视为有效，从而降低丢失资金的风险。

一旦确认，交易几乎是不可变的，因为单位的所有权被转移到新所有者，整个网络可以验证这一变化。每增加一个额外的区块到链上，就大大增加了修改或重写交易历史所需的努力。

双花与比特币

比特币协议专门设计用于防止双花攻击，但仅在正确使用时才有效。如果用户在接受支付作为最终付款之前等待足够的确认，那么对于发件人来说，取消交易将变得极其困难，因为这将需要相当大的计算能力来“逆转”区块链。

然而，某些类型的攻击专门针对未确认的交易。对于低价值支付，一些商家选择在不等待其纳入区块的情况下接受交易，从而面临显著的风险。在这种情况下，攻击者可能会进行一次支付，然后立即将相同的资金发送到另一个地址，附加更高的手续费，从而可能使第一次交易无效。

) 主要的双花攻击类型

1. 51%攻击

这些攻击发生在一个实体控制了网络超过50%的哈希算力时，这使其能够操纵交易的顺序或排除某些交易。尽管在比特币网络上由于其庞大的分布式计算能力，这几乎是不可能的，但这些攻击已经在较小的区块链上成功过。

2. 攻击竞赛 ###竞赛攻击(

攻击者快速传播两笔冲突的交易，使用相同的资金。目标是向商家发送一笔交易，同时将一笔费用更高的第二笔交易)同时传输到个人地址。如果第二笔交易先被确认，商家的付款将变得无效。

3.芬尼攻击

这种更复杂的方法涉及到一个矿工预挖一个包含将资金消费到自己地址的交易的区块，而不立即传播这个区块。与此同时，攻击者使用这些相同的资金在接受未确认交易的商家处进行购买。一旦获得产品，攻击者就传播他预挖的区块，从而使发送给商家的交易无效。

这些风险强调了在最终接受加密货币支付之前等待多个确认的重要性，特别是对于大额交易。

对加密货币用户的实际影响

对于日常交易，专家通常建议等待至少6次确认，约一个小时(，才将比特币交易视为最终确认。这个时间延迟在安全性和实用性之间达成了合理的妥协。

确认规则可能因以下因素而异：

• 交易金额：金额越高，推荐的确认次数就越多
• 区块链类型: 计算能力较低的网络需要更多的确认
• 使用背景: 交易平台通常会集成他们自己的额外安全措施

对于交易平台和金融服务而言，双花代表着一个显著的操作风险，需要相应的管理政策。大多数平台实施交易评分系统和根据用户风险档案变化的确认阈值。

结论

双花代表了任何数字货币系统的一个基本挑战。如果像eCash这样的集中式方法提供了一个简单但依赖于中央权威的解决方案，那么区块链则是一项革命性的创新，能够在一个完全去中心化的环境中解决这个问题。

比特币和随之而来的加密货币证明了可以创建一个抵御双花的数字货币系统，而无需依赖中央权威。这一重大技术进步基于分布式共识机制和透明架构，代表了现代密码学对数字经济最重要的贡献之一。