比特币 [和其他加密货币] 的双重支出问题是什么？

由于只有一定数量的现金，所以不可能重复使用法定货币。 此外，您不能同时在两个不同的地方消费同一张账单。 但是，理论上您可以同时向两个不同的人发送相同的数字代码和签名——这就是“双花问题”。

如果数字货币可以被伪造，它就变得一文不值。 这就是所谓的双重支出问题，比特币是第一个解决它的协议。 由于数字货币仅以电子方式存储，因此复制文件似乎很容易，这使得复制本身就很难防止。 这肯定会影响数字货币的价值，因为重复交易的问题会使整个生态系统失效。 这个问题被称为双重支出。

什么是双花问题？

比特币技术术语表为双花提供了以下定义：它是一种使用与已经广播的交易相同的输入的交易。 当区块链中只记录了一笔交易时，将裁定复制、欺骗或转换的尝试。 换句话说，双花就是把同样的钱花两次。

如果您去最近的咖啡店并在那里消费 10 美元比特币怎么消费，则需要以现金支付。 当您使用 10 美元的钞票付款时，服务提供商会立即确认您的付款，您会收到咖啡以换取这笔钱。 所以现在你不能再花 10 美元了，因为你不再拥有它们了。

然而，比特币是一种数字货币，而不是实物现金。 因此，可以复制和转播 BTC 交易。 这开启了其所有者可以两次花费相同 BTC 的可能性。

当您支付现金时，其他人会立即确认并验证您的付款。 但对于BTC这样的数字货币，如果缺少这种验证机制，就可能会导致双花。 任何人都可以复制数字货币并在其他地方支付。 这就是为什么我们需要区块链来防止比特币的双重支出。

区块链协议基本上是一种治理形式。 区块链管理数据分类账，例如交易数据。 因为区块链软件可以为我们管理这些，我们不再需要第三方（比如政府或银行）来做这件事。 这就是（大多数）区块链去中心化的原因。 比特币区块链的协议是基于民主的，这意味着网络上的大多数参与者（矿工）将能够决定哪个版本的区块链代表真相。

当一笔交易从未确认交易池中取出并放入区块链时，将检查其有效性。 因此，假设交易 A 从池中撤回。 它似乎是有效的（因为我有 BTC）并将其插入区块链。 现在，交易 B 被从池中拉出。 这是无效的，因为我没有比特币可花，也没有确认。 但是如果 A 和 B 的验证过程同时发生怎么办？ 这意味着两笔交易都表明我有钱。 在这种情况下，我们将有 2 个区块链分叉，并且将开始一场比赛——第一个获得下一个确认块的人将获胜。 如果他们也同时到达下一个街区，我们就玩另一场比赛，依此类推。 这也是为什么建议等待6次确认后才确认交易完成的原因。 这场比赛发生六次以上的可能性很小。 所以最后我们将有一个明确的赢家，并且只会确认一笔交易。 在这场竞赛结束之前，两笔交易都有被取消的风险。

如何双花比特币？

双花是指发送到比特币网络的两笔不同交易试图花费相同的账户余额。 比特币通过首先确认区块中包含哪些交易来自然地防止这种情况。

如果使用相同的私钥和相同的资金将两笔交易发送到网络，但发送到不同的地址，则当交易通过网络传播时，网络的一半将接受其中一笔交易。

这种情况由网络的哪一侧首先将两个事务中的一个解析为一个块来解决。

因此，如果您尝试两次花费硬币 - 一次花给商家，一次回到您控制的另一个地址，您有大约 50% 的机会收回您的钱并免费获得产品（如果机会在您的地址中'赞成，是比特币网络的共识）。

然而，这取决于哪个交易进一步传播到网络中。 例如，如果交易A先到达10个矿节点，控制80%的网络算力，而另一笔交易只达到20%，那么交易A将有80%的机会被包含在下一个区块中，成为确认交易.

双花攻击

当人们试图故意利用此漏洞时，它被称为“双花”攻击。

51% 攻击或双花攻击是指区块链上的一个或一组矿工试图在该区块链上花费他们的加密货币两次。 通过让所有矿工（处理网络交易的计算机）就称为区块链的共享分类账达成一致，比特币得到保护。 比特币节点相互查看以验证它们正在处理有效的区块链。 如果大多数矿工由一个实体控制，那么他们将有权（至少尝试）决定哪些交易被批准或不被批准。 这将允许他们阻止其他交易并允许他们自己的硬币被多次使用。

攻击者将能够阻止确认新交易，从而允许他们停止部分或所有用户之间的支付。 他们还可以撤销在控制网络时完成的交易，这意味着他们可以双花硬币。

然而，实现 51% 的网络控制并不是成功的保证，它只是成功的关键。 这是一个有趣的概念，因为它在理论上是可行的。 该网络是免费和开放的，所以如果有人有足够的计算能力（这会花费很多钱），就没有比特币授权来阻止他们这样做。 如果这样的攻击成功，对货币的信心就会丧失，其价值就会崩溃。

实际上，这些攻击极难执行。 如上所述，矿工将需要比网络其余部分加起来更多的散列能力。 考虑到比特币区块链上有数以百万计的矿工，恶意矿工必须在挖矿硬件上花费大量资金才能与网络的其他部分竞争。 即使是世界上最强大的计算机也无法与这个网络上的总计算能力直接竞争。 还有无数其他障碍阻碍了 51% 攻击的执行。 例如，被逮捕和起诉的风险、电费、所有挖矿硬件的租用空间和存储空间、掩盖你的踪迹和洗钱。 这样的操作对于攻击者可能的回报来说成本和精力实在是太大了，

他们几乎肯定不能创造新的硬币或改变旧的区块，所以 51% 的攻击，即使结果证明是极具破坏性的，也可能不会完全摧毁比特币或其他基于区块链的货币。

比特币如何防止双重支出？

过去，电子交易中的双重支出只能通过使用中央第三方来避免。

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比特币是第一个解决双花问题而不用双花的平台，它通过发明现在所谓的区块链技术做到了这一点。 区块链的名字来源于在网络上完成交易的方式。 所有交易都在“块”中处理，并按顺序添加到链中。

虽然比特币解决了被复制和花费两次的问题，但区块链本身并不能防止双重花费。 相反，所有发布到区块链的交易都通过确认过程进行验证和保护。 交易一经确认，不可撤销并公开发布。

在比特币术语中，“块”是永久记录数据的文件。 所有最近的交易都被写入区块，就像交易所的股票交易分类账一样。 “区块链”一词是指由比特币网络的所有成员公开（但匿名）共享的虚拟账本。 任何涉及 Blockchain.info 的经济交易都允许用户浏览比特币区块链并仅查看交易量； 买卖双方的信息都受到保护。 比特币使用高级 AES 加密来防止外部来源访问或更改分类帐。

所有比特币钱包都通过区块链即时更新。 正如比特币网站所指出的，“区块链的完整性和时间顺序是通过密码学强制执行的。”

区块链是一种开放且不可变的分类账，可确保交易通过矿工确认的输入完成。 确认使每个独特的比特币及其后续交易合法化。 如果尝试复制交易，则原始块的确定性函数将发生变化，从而表明网络是假的并且不会被接受。

如果有人试图向一个节点发送一百个比特币，交易将首先位于一个未确认的池中，等待被添加到链中。 一旦到了传输块的时间，网络中的每台计算机（或节点）都会进行验证。

在这里，如果发生双花，第一笔交易通常会被添加到区块链中，但整个网络会拒绝第二笔及后续交易，避免潜在的双花。

有很多方法可以防止这种情况发生——Electrum Bitcoin Bitcoin Wallet 等钱包运营商与挖矿节点保持牢固的联系，以传播它们直接输入的交易——这样另一笔花费相同输出的交易就不会被阻止网络。

双花数字货币解决方案：

1. 工作量证明（PoW，BTC、BCH和LTC使用）；

工作量证明 (PoW) 是区块链网络中最初的共识算法。 该算法用于确认交易并生成新的区块链。 通过 PoW，矿工相互竞争以完成网络上的交易并获得奖励。 主要工作原理是一个复杂的数学难题，解决方案很容易证明。

PoW 问题或数学方程式的答案称为哈希。 随着网络的发展，它面临越来越多的困难。 这些算法需要越来越多的哈希算力来解决。 因此，任务复杂性是一个敏感问题。 如果矿工设法解决了这个难题，就会形成一个新的区块。 交易被放置在这个区块中并被视为已确认。

许多加密货币都使用工作量证明。 作为比特币的首创，它为这一共识奠定了基础。 谜题是 Hashcash。 该算法允许根据网络的总功率改变拼图的复杂性。 块形成的平均时间为 10 分钟。 基于比特币的加密货币（例如莱特币）具有类似的系统。

另一个大的 PoW 项目是以太坊。 鉴于四个项目中几乎有三个是在以太坊平台上实现的，可以肯定地说，大多数区块 CF10 区块链程序都使用 PoW 共识模型。

2. 股权证明（PoS，由 Cardano、Stellar 和最终的以太坊使用）；

股权证明 (PoS) 概念指出，一个人可以根据他或她持有的硬币数量来挖掘或验证大宗交易。 这意味着矿工拥有的比特币或山寨币越多，他或她拥有的挖矿能力就越强。 在这个系统中验证交易并创建新块的用户称为伪造者。

为了验证交易并创建区块，伪造者必须首先将自己的硬币放在“赌注”上。 可以把它想象成托管账户中的资产：如果他们验证了欺诈交易，他们将失去资产以及将来作为造假者参与的权利。 一旦造假者增加了他们的股份，他们就可以参与伪造过程，并且由于他们已经拥有自己的资金，理论上他们有动机去验证正确的交易。

3. Ripple 共识过程（RCP，Ripple 使用）。

在 RCP 中，审计师是​​明确信任的，他们无需提供抵押品，同时也无需补偿。 因此，他们缺乏成为工作证明和股权证明系统中的领导者的大部分动力。 在不支付领导者费用的情况下，可以实施一个非常不同的选择协议。

RCP 领导者的选择始于每个审计员向其受信任的对等方提出更新建议，其中包括一组将写入日志的事务。 收到所有建议后，审稿人将决定在下一轮使用哪个建议。 优先考虑那些获得多数支持的提案。 换句话说，审计师会根据获得最多支持的提案更改选择。 这个过程将持续多轮比特币怎么消费，直到获得绝对多数。 这个多数的阈值是可调的，但 Ripple 网络上使用的默认值为 80%。

这个过程被称为“雪崩”，因为单个提案会迅速成为首选方案。 使用雪崩共识，再加上审计员只需要听取少数受信任的同行的意见，就可以非常快速地确认交易。

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