區塊鏈安全——什么是雙花問題？_區塊鏈:比特幣最新價格行情走勢

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什么是雙重支出？

雙花問題是數字現金系統中的一個潛在問題，在該系統中，相同的資金同時支付給兩個接收者。如果沒有合適的機制，僅憑借協議是無法徹底解決雙花問題的，用戶無法驗證是否自己所接收的資金沒有同時在其他地方被支付。

在數字現金方面，確保特定的貨幣單元不可重復是至關重要的。如果Alice可以接收10個貨幣單元，并可以將其復制粘貼10次，然后發現自己擁有了100個貨幣單元，那么整個系統將受到破壞。同樣，如果她可以同時將相同的10個貨幣單元同時發給Bob和Carol，則這樣機制將無法正常工作。因此，為了使數字貨幣能夠正常運行，必須有合適的機制來防止這種行為的發生。

加州機動車輛管理局正試圖通過區塊鏈技術提高效率:金色財經報道，加密軟件公司Oxhead Alpha總裁Andrew Smith表示，我們正試圖通過區塊鏈技術提高加州機動車輛管理局（DMV）的效率，加州是美國汽車登記數量最多的地方，可能很快就能使用區塊鏈技術來驗證汽車所有權和登記。

Andrew補充說，OxheadAlpha專注于推進協議、研究和開發，并正在轉向Tezos區塊鏈，以便提供更好、更快和更便宜的案例。[2023/2/3 11:44:26]

如何防止雙重支出的發生？

中心化方式

中心化方式比去中心化方案更容易實施。通常，需要安排一名監督員來管理系統并控制單位的發行和分配。大衛·肖姆的eCash就是通過中心化方式解決雙花問題的一個有效例子。

要向用戶發行類似于現金的數字資產，銀行可以使用盲簽方式-密碼學家DavidChaum在1982年的論文《不可追溯的盲簽支付方案》中對此進行了詳細說明。

聲音 | 中遠海運董事長許立榮：如何將區塊鏈等技術與航運業結合 是挑戰也是機遇:據第一財經消息，7月11日，在“2019年中國航海日論壇”主論壇上，中國遠洋海運集團有限公司董事長許立榮表示，“當前各種新技術更是層出不窮，大數據、云計算、區塊鏈、無人駕駛、人工智能等。如何把這些新技術與古老的航運業相結合，創新商業模式，既是新的挑戰，也是創新的難得機遇。”論壇上，新加坡海事與港口局局長柯麗芬介紹，以新加坡為營運基地的太平船務已成功試行了一套以區塊鏈為基礎的電子提單系統。轉讓銷售證明書的行政程序時間大幅減少，從以往的7天，減少到只要1秒鐘。[2019/7/11]

在這種情況下，如果某個用戶希望在銀行賬戶中支取100美元的數字現金，則必須先通知銀行。如果他的帳戶中有余額，那么他將生成一個隨機數。假設他生成了五個隨機數，每個數字代表的價值為20美元。為了防止銀行能夠追蹤到特定的貨幣單元，Dan通過為每個隨機單位添加盲因子來混淆隨機數。

動態 | 區塊鏈瀏覽器Brave宣布與數字廣告平臺達成合作:區塊鏈瀏覽器Brave宣布與基于區塊鏈的數字廣告平臺TAP Network達成合作，其用戶現可使用BAT換取超過25萬個品牌的真實獎勵，包括星巴克、優步、亞馬遜和蘋果等公司。[2019/2/28]

然后，他將這些數據交給銀行，該銀行從他的帳戶中扣除100美元的余額，并對消息進行簽名，證明五條信息中的每條信息都可以代表20美元。之后，Dan就可以使用銀行所發行的數字現金了。現在他去Erin的餐廳用餐花費了40美元。

Dan可以消除盲因子，以暴露與每個數字現金“賬單”相關的隨機數，該隨機數可以用作每個單元的唯一標識符。他向Erin透露了其中的兩個，Erin現在必須立即向銀行申請驗證這筆資金，以防止Dan將其支付給其他人。銀行將檢查簽名是否有效，如果一切正確，它將向Erin的帳戶中存入40美元。

動態 | 四川省政府辦公廳印發意見推動國企高質量發展，積極布局區塊鏈等數字經濟:據四川日報消息，日前，四川省政府辦公廳印發《關于四川省國有企業高質量發展的指導意見》，其中提到要優化資本布局結構，重在針對國有資本布局結構不優的問題，推動國有資本積極融入“5+1”現代產業體系建設，布局第五代移動通信技術、大數據、區塊鏈、人工智能等數字經濟，發展金融、商貿、物流、文化、旅游等現代服務業，實現產業布局和資產結構的戰略性調整。[2019/1/20]

現在，上面所有的交易記錄都已經核對無誤，如果Erin希望以同樣的方式使用她的賬戶余額，則必須在銀行賬戶上執行相同的操作。

Chaumian

去中心化方式

在沒有監督機制的生態系統中如何確保不發生“雙花”支付，是相當更具挑戰性的。具有同等能力的參與者必須按照一組規則進行協商，防止欺詐的發生，并激勵所有用戶誠信經營。

聲音 | 知道創宇CEO趙偉：“佛系”理念闡釋區塊鏈世界的安全觀:據中新網消息，在2018騰訊安全國際技術峰會上，知道創宇CEO趙偉用“佛系”理念闡釋區塊鏈世界的安全觀。他認為，僅靠傳統網絡安全和信息安全的剛性安全不足以完全覆蓋區塊鏈的安全保障范圍，“需要以一種柔性安全的視角去對待”。[2018/10/12]

比特幣白皮書中提出的最大創新是雙花問題的解決方案。中本聰提出了一種數據結構，盡管現在沒有這樣引用，但它現在被廣泛稱為區塊鏈。

區塊鏈實際上只是具有某些獨特屬性的數據庫。網絡上的參與者運行專門的軟件，該軟件使節點能夠將其數據庫副本與其他節點進行同步。促使整個網絡都可以從創世區塊開始，審核和追溯鏈上發生的交易。通過公開查看區塊鏈，可以很容易地檢測和防止欺詐行為活動，例如識別出進行雙花支出的交易。

用戶廣播交易時，不會立即將其添加到區塊鏈中，必須首先通過挖礦將其打包在區塊中。這樣，接收者在確定交易已經添加到區塊鏈之后，才可以認為該交易有效。否則，他們有失去資金的風險，因為發送方可能在其他地方支付了相同的代幣。

如果交易被區塊鏈正式確認，則代幣就不可能被重復使用，因為所有權已分配給新用戶，并且整個網絡都可以對此進行驗證。出于這個原因，許多人建議在接受有效付款之前先等待多次確認。隨后的每個區塊的驗證，都會對修改或重寫區塊鏈，增加極大的工作量。

讓我們回顧一下剛才餐廳的消費場景。Dan回到餐廳，這次在窗口上看到一個“此處接受比特幣支付”的標簽。他對上一次的用餐非常滿意，所以他再次點了同樣的套餐。花費了他0.005BTC。

Erin向他展示了一個公共地址，他必須將資金發送到該地址上。Dan支付后，廣播了該交易，這實質上是一個已簽名的消息，指出Dan擁有的0.005

但是，如前所述，該交易僅能夠在被區塊鏈確認后才能有效。如果在沒有區塊鏈確認的情況下就確認接收到該筆資金，就像接上一案例中接收40美元的eCash一樣，如果不立即通過銀行兌現，發送方可以將該筆資金又在其他地方。因此，我們建議Erin在確認Dan的付款之前至少等待6個區塊確認。

比特幣雙花問題

比特幣通過精心設計，至少現階段按預期使用協議時，可以有效防止雙重支出攻擊。也就是說，如果我們等待區塊中的交易確認，則發送者沒有簡單的方法可以撤消它。為此，他們將需要“反轉”區塊鏈，這需要非常龐大的哈希計算資源。

但是，針對某些未確認交易，可能出現少數的雙重支出攻擊。例如，對于某些價值較低的消費場景，商家可能不會等待交易被區塊鏈驗證才進行確認。忙碌的快餐店可能無法等待每筆購物交易都在區塊鏈上進行驗證。因此，如果一家企業啟用了“即時”付款，那么就可能發生雙花支出。有人可能會點一個漢堡，然后進行支付，同時他會立即將相同的資金發送到他們自己的地址。當后面這筆交易的手續費用較高時，后面的交易很可能會首先被確認，因此將使先前的交易無效。

有兩種雙花攻擊的普遍方式：

51％攻擊：單個實體或組織設法控制超過50％的哈希算力，這使他們可以刪除或修改交易的順序。這種攻擊在比特幣網絡上發生是極不可能的，但在其他區塊鏈網絡中可能發生過。競賽攻擊：使用相同的資金連續廣播兩個沖突的交易，但只有一項交易得到確認。攻擊者的目標是通過驗證對他有利的交易來使另一個支付無效。競賽攻擊一般要求接收者在交易未經確認前，就確認該筆支付已到賬。芬妮攻擊：攻擊者將一個交易預挖為一個區塊，而沒有立即將其廣播到網絡中。相反，他將相同的代幣花費在另一筆交易中，然后才廣播他之前所預挖的區塊，這可能會使支付無效。芬妮攻擊需要發生一系列相關聯的事情，并且還取決于接收者能夠接受未經確認的交易。正如我們所看到的，等待區塊確認能夠大大降低成為雙花受害者的風險。

總結

“雙花”問題可能會讓某些用戶在電子現金系統上多次使用同一筆資金，謀取不當的經濟收益。在傳統上，該領域也缺乏相對應的解決方案。

但是，好在中心化的金融方案使用了盲簽方式作為解決該問題的一種方式。后來，工作量證明機制和區塊鏈技術的創建催生了比特幣，成為一種強大的去中心化貨幣形式，這種形式能夠有效防范雙重支付的發生，這反過來又激發了成千上萬其他加密貨幣項目。

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