Comment la blockchain empêche-t-elle les doubles dépenses?

Comprendre la double dépense dans les transactions numériques

Dans les systèmes de paiement numérique traditionnels, un défi important survient lorsque le même actif numérique est dépensé plus d'une fois. Ceci est connu sous le nom de double dépense . Contrairement à la monnaie physique, les jetons numériques peuvent être dupliqués, ce qui permet à un acteur malveillant d'envoyer les mêmes fonds à plusieurs destinataires. Sans autorité centrale, s'assurer qu'une pièce numérique n'est pas réutilisée devient un problème critique. La technologie de la blockchain résout cela en introduisant un grand livre décentralisé, transparent et immuable qui enregistre chaque transaction. Le mécanisme de base réside dans la façon dont les transactions sont validées et enregistrées en permanence sur un réseau distribué de nœuds.

Le rôle des mécanismes consensus

L'un des éléments fondamentaux qui empêchent les doubles dépenses est le mécanisme consensuel . Ce sont des protocoles qui garantissent que tous les participants du réseau conviennent de la validité des transactions. Les deux types les plus courants sont la preuve de travail (POW) et la preuve de participation (POS) . En POW, les mineurs rivalisent pour résoudre des puzzles cryptographiques complexes. Le premier à résoudre qu'il diffuse la solution au réseau et d'autres nœuds le vérifient. Une fois vérifié, le bloc est ajouté à la blockchain. Ce processus le rend coûteux et pratiquement irréalisable de modifier les transactions passées. Dans le POS, les validateurs sont choisis en fonction de la quantité de crypto-monnaie qu'ils «enjoisent» comme garantie. Si un validateur tente de valider une transaction frauduleuse, il perd son pieu. Les deux mécanismes garantissent que seules les transactions légitimes sont ajoutées à la blockchain, empêchant les deux dépenses.

Vérification des transactions et confirmation de blocage

Lorsqu'un utilisateur initie une transaction, il est diffusé sur le réseau et placé dans un pool de transactions non confirmées appelées Mempool . Les mineurs ou les validateurs sélectionnent les transactions de ce pool pour inclure dans le bloc suivant. Avant l'inclusion, chaque transaction est vérifiée par rapport à l'historique de la blockchain pour garantir que l'expéditeur a un équilibre suffisant et n'a pas déjà dépensé les mêmes fonds. Ce processus de vérification implique le traçage des sorties de transaction non dépensées (UTXO) associées à l'adresse de l'expéditeur. Une fois vérifié, la transaction est regroupée en bloc. Une fois le bloc ajouté à la chaîne, chaque bloc ultérieur augmente le nombre de confirmation de la transaction. Plus une transaction a des confirmations, plus elle devient sécurisée contre l'inversion.

Imutabilité et intégrité de la chaîne

Une fois qu'un bloc est ajouté à la blockchain, le modifier nécessite de modifier tous les blocs suivants, ce qui est presque impossible en raison du hachage cryptographique reliant chaque bloc. Chaque bloc contient un hachage du bloc précédent , créant une chaîne chronologique et invidence. Pour double dépenser, un attaquant devrait contrôler plus de 50% de la puissance de calcul du réseau (en POW) ou une participation (en PO) pour réécrire l'historique des transactions - un scénario connu sous le nom d' attaque de 51% . Même s'il est atteint, le coût et la coordination requis rendent ces attaques économiquement non viables sur de grandes blockchains bien établies. La nature décentralisée des nœuds garantit que toute tentative de modification du grand livre est rapidement détectée et rejetée.

Empêcher les attaques raciales et les attaques de Finney

Certains types d'attaques à double dépenses, tels que les attaques de race et les attaques de Finney , exploitent l'écart de temps entre la diffusion et la confirmation des transactions. Dans une attaque de course, un utilisateur envoie deux transactions contradictoires presque simultanément à différentes parties du réseau, en espérant que l'on sera confirmé. Le réseau accepte finalement la première transaction qui est incluse dans un bloc, tandis que le second est rejeté comme non valide. Dans une attaque de Finney, un mineur pré-mines une transaction dépensant les mêmes pièces, puis les dépense publiquement avant de publier le bloc pré-miné. Cela nécessite un accès d'initié et un timing précis. Cependant, l'attente de plusieurs confirmations atténue ces risques. La plupart des services nécessitent au moins six confirmations pour les transactions de grande valeur, ce qui réduit considérablement la probabilité de succès pour de telles attaques.

Validation en temps réel et propagation du réseau

La vitesse à laquelle les transactions se propagent à travers le réseau joue un rôle crucial dans la prévention des deux dépenses. Les nœuds communiquent constamment entre eux, partageant des informations sur les nouvelles transactions et blocs. Lorsqu'une transaction est diffusée, les nœuds effectuent des vérifications de validation immédiates, y compris la vérification de la signature numérique et la validation UTXO. Si un nœud détecte une tentative de double dépense, comme deux transactions qui dépensent la même entrée, il rejetera le second. Le protocole de potins garantit une diffusion rapide des données de transaction, minimisant la fenêtre pendant laquelle des transactions contradictoires peuvent exister. Cette validation en temps réel et cette propagation rapide rendent extrêmement difficile pour les attaquants d'obtenir un avantage en diffusant sélectivement les transactions frauduleuses.

Questions fréquemment posées

Les doubles dépenses peuvent-elles se produire sur n'importe quelle blockchain? Oui, en théorie, toute blockchain peut être vulnérable aux dépenses doubles si un attaquant acquiert un contrôle suffisant sur le réseau. Cependant, de grandes blockchains bien distribués comme Bitcoin et Ethereum sont très résistants en raison de leurs vastes réseaux de nœuds et de leurs exigences de calcul ou de striage élevées. Des blockchaines plus petites avec des taux de hachage plus faibles ou une distribution des pieus sont plus sensibles aux attaques de 51%, ce qui pourrait permettre des dépenses doubles.

Combien de confirmations sont nécessaires pour éviter les doubles dépenses? Le nombre de confirmations requis dépend de la blockchain et de la valeur de transaction. Pour Bitcoin , six confirmations sont généralement acceptées comme sécurisées, ce qui prend environ une heure. Pour les transactions de valeur inférieure, moins de confirmations peuvent suffire. Les échanges et les commerçants fixent souvent leurs propres seuils en fonction de la tolérance au risque et des conditions de réseau.

Que se passe-t-il si une tentative de double dépense est détectée? Lorsqu'une tentative à double dépenses est détectée, les nœuds rejettent automatiquement la transaction non valide. Seule la première transaction à inclure dans un bloc confirmé est considérée comme valide. La deuxième transaction est rejetée et ne sera pas traitée, même si elle est diffusée à d'autres nœuds. Le portefeuille de l'expéditeur peut afficher la transaction comme échoué ou non confirmé.

Les dépenses hors ligne sont-elles vulnérables aux doubles dépenses? Oui, les transactions effectuées sans se connecter au réseau - telles que les portefeuilles en papier ou les systèmes à air - sont à risque si la même clé privée est utilisée pour signer plusieurs transactions avant la diffusion. Une fois connecté, seule la première transaction sera acceptée. Les utilisateurs doivent s'assurer que toutes les transactions générées hors ligne sont diffusées et confirmées avant d'en lancer une autre.