区块链:区块链安全——什么是双花问题？

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什么是双重支出？

双花问题是数字现金系统中的一个潜在问题，在该系统中，相同的资金同时支付给两个接收者。如果没有合适的机制，仅凭借协议是无法彻底解决双花问题的，用户无法验证是否自己所接收的资金没有同时在其他地方被支付。

在数字现金方面，确保特定的货币单元不可重复是至关重要的。如果Alice可以接收10个货币单元，并可以将其复制粘贴10次，然后发现自己拥有了100个货币单元，那么整个系统将受到破坏。同样，如果她可以同时将相同的10个货币单元同时发给Bob和Carol，则这样机制将无法正常工作。因此，为了使数字货币能够正常运行，必须有合适的机制来防止这种行为的发生。

火币大学顾问合伙人方军：我们不能再以盲人摸象的方式去认识区块链:7月30日下午，火币大学顾问合伙人方军为GBLP第六期学员带来主题为《从蒸汽机到区块链——区块链技术背后的5大商业原理》的精彩课程。

在授课中，方军老师指出：我们不能再以盲人摸象的方式，去认识区块链。对此，方军老师分别用结算方法、信任协议、事实机器、世界账本这四个词去为学员深入浅出地描述区块链是什么。

火币大学GBLP课程以带领学员“探索商业变革前沿新知，跨入区块链界核心圈层”为宗旨，是“学、商、创投”三界知名实战导师精心深研的课程，包含趋势、产业、金融投资等六大模块，从而更好地帮助各位火币大学学员洞悉全球区块链产业趋势，探寻区块链底层逻辑，钻研区块链前沿技术，研习区块链交易方式，深思区块链合规机理，思辨区块链未来价值。[2020/7/30]

如何防止双重支出的发生？

动态 | 纽约州新提案建议将区块链用于公共支付系统:纽约州立法者提出了一项新提案，称应将支付系统也纳入公共基础设施，并计划建立一个基于区块链的数字支付平台，该平台可以为税收抵免提供流动性。立法者表示，这将通过消除支票兑现服务等中间商，并在当地社区创造更多财富。（The Block）[2019/10/25]

中心化方式

中心化方式比去中心化方案更容易实施。通常，需要安排一名监督员来管理系统并控制单位的发行和分配。大卫·肖姆的eCash就是通过中心化方式解决双花问题的一个有效例子。

要向用户发行类似于现金的数字资产，银行可以使用盲签方式-密码学家DavidChaum在1982年的论文《不可追溯的盲签支付方案》中对此进行了详细说明。

在这种情况下，如果某个用户希望在银行账户中支取100美元的数字现金，则必须先通知银行。如果他的帐户中有余额，那么他将生成一个随机数。假设他生成了五个随机数，每个数字代表的价值为20美元。为了防止银行能够追踪到特定的货币单元，Dan通过为每个随机单位添加盲因子来混淆随机数。

行情 | A股收盘：区块链板块上涨0.70%:A股收盘，上证指数收涨0.11%，区块链板块上涨0.70%。88只概念股中，59只上涨，4只平盘，25只为跌。涨幅前三为：广电运通（+10.03%）、东港股份（+7.38%）、聚龙股份（+6.69%）；跌幅前三为：华软科技（-5.90%），亚联发展（-5.56%），文化长城（-5.06%）。[2019/9/27]

然后，他将这些数据交给银行，该银行从他的帐户中扣除100美元的余额，并对消息进行签名，证明五条信息中的每条信息都可以代表20美元。之后，Dan就可以使用银行所发行的数字现金了。现在他去Erin的餐厅用餐花费了40美元。

Dan可以消除盲因子，以暴露与每个数字现金“账单”相关的随机数，该随机数可以用作每个单元的唯一标识符。他向Erin透露了其中的两个，Erin现在必须立即向银行申请验证这笔资金，以防止Dan将其支付给其他人。银行将检查签名是否有效，如果一切正确，它将向Erin的帐户中存入40美元。

现场 | DKB FUND创始人、汉世纪投资董事长：传统企业必须拥抱区块链技术:金色财经现场报道，2018年8月10日，在2018纷智金融科技峰会（香港）上，DKB FUND创始人、汉世纪投资董事长吴皓指出：我们认为区块链一定是革命性的技术，对未来有很大的影响，但区块链还是处于非常早期的状态。区块链的底层技术问题还是没有被很好的解决，区块链一定会改变传统企业，但现在还处于早期的阶段。区块链技术要如何演化是我们需要思考的问题，传统企业必须拥抱区块链技术，在未来也会有与现在不同的创新。[2018/8/10]

现在，上面所有的交易记录都已经核对无误，如果Erin希望以同样的方式使用她的账户余额，则必须在银行账户上执行相同的操作。

Chaumian

去中心化方式

在没有监督机制的生态系统中如何确保不发生“双花”支付，是相当更具挑战性的。具有同等能力的参与者必须按照一组规则进行协商，防止欺诈的发生，并激励所有用户诚信经营。

小米区块链宠物“加密兔”今日正式上线，瞬间售罄:据悉，小米区块链宠物“加密兔”已于今日11：00正式上线，上线不久已售罄。“加密兔”将于每日的11点限量发售，同时以“胡萝卜”作为活动要素，但尚未发现此前加密兔官网显示的数字米粒玩法。这是继百度的区块链“莱茨狗”，网易的区块链“招财猫”后的又一个国产区块链宠物游戏。[2018/3/14]

比特币白皮书中提出的最大创新是双花问题的解决方案。中本聪提出了一种数据结构，尽管现在没有这样引用，但它现在被广泛称为区块链。

区块链实际上只是具有某些独特属性的数据库。网络上的参与者运行专门的软件，该软件使节点能够将其数据库副本与其他节点进行同步。促使整个网络都可以从创世区块开始，审核和追溯链上发生的交易。通过公开查看区块链，可以很容易地检测和防止欺诈行为活动，例如识别出进行双花支出的交易。

用户广播交易时，不会立即将其添加到区块链中，必须首先通过挖矿将其打包在区块中。这样，接收者在确定交易已经添加到区块链之后，才可以认为该交易有效。否则，他们有失去资金的风险，因为发送方可能在其他地方支付了相同的代币。

如果交易被区块链正式确认，则代币就不可能被重复使用，因为所有权已分配给新用户，并且整个网络都可以对此进行验证。出于这个原因，许多人建议在接受有效付款之前先等待多次确认。随后的每个区块的验证，都会对修改或重写区块链，增加极大的工作量。

让我们回顾一下刚才餐厅的消费场景。Dan回到餐厅，这次在窗口上看到一个“此处接受比特币支付”的标签。他对上一次的用餐非常满意，所以他再次点了同样的套餐。花费了他0.005BTC。

Erin向他展示了一个公共地址，他必须将资金发送到该地址上。Dan支付后，广播了该交易，这实质上是一个已签名的消息，指出Dan拥有的0.005

但是，如前所述，该交易仅能够在被区块链确认后才能有效。如果在没有区块链确认的情况下就确认接收到该笔资金，就像接上一案例中接收40美元的eCash一样，如果不立即通过银行兑现，发送方可以将该笔资金又在其他地方。因此，我们建议Erin在确认Dan的付款之前至少等待6个区块确认。

比特币双花问题

比特币通过精心设计，至少现阶段按预期使用协议时，可以有效防止双重支出攻击。也就是说，如果我们等待区块中的交易确认，则发送者没有简单的方法可以撤消它。为此，他们将需要“反转”区块链，这需要非常庞大的哈希计算资源。

但是，针对某些未确认交易，可能出现少数的双重支出攻击。例如，对于某些价值较低的消费场景，商家可能不会等待交易被区块链验证才进行确认。忙碌的快餐店可能无法等待每笔购物交易都在区块链上进行验证。因此，如果一家企业启用了“即时”付款，那么就可能发生双花支出。有人可能会点一个汉堡，然后进行支付，同时他会立即将相同的资金发送到他们自己的地址。当后面这笔交易的手续费用较高时，后面的交易很可能会首先被确认，因此将使先前的交易无效。

有两种双花攻击的普遍方式：

51％攻击：单个实体或组织设法控制超过50％的哈希算力，这使他们可以删除或修改交易的顺序。这种攻击在比特币网络上发生是极不可能的，但在其他区块链网络中可能发生过。竞赛攻击：使用相同的资金连续广播两个冲突的交易，但只有一项交易得到确认。攻击者的目标是通过验证对他有利的交易来使另一个支付无效。竞赛攻击一般要求接收者在交易未经确认前，就确认该笔支付已到账。芬妮攻击：攻击者将一个交易预挖为一个区块，而没有立即将其广播到网络中。相反，他将相同的代币花费在另一笔交易中，然后才广播他之前所预挖的区块，这可能会使支付无效。芬妮攻击需要发生一系列相关联的事情，并且还取决于接收者能够接受未经确认的交易。正如我们所看到的，等待区块确认能够大大降低成为双花受害者的风险。

总结

“双花”问题可能会让某些用户在电子现金系统上多次使用同一笔资金，谋取不当的经济收益。在传统上，该领域也缺乏相对应的解决方案。

但是，好在中心化的金融方案使用了盲签方式作为解决该问题的一种方式。后来，工作量证明机制和区块链技术的创建催生了比特币，成为一种强大的去中心化货币形式，这种形式能够有效防范双重支付的发生，这反过来又激发了成千上万其他加密货币项目。

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