二重支出とは何ですか？ブロックチェーンはどのようにそれを防止しますか？

キーポイント：

• 二重支出とは、同じ暗号通貨を2回支出するという詐欺行為を指します。
• ブロックチェーンテクノロジーは、分散型の不変の元帳システムを介して2倍の支出を防ぎます。
• ワークの証明やステークの証明などの確認メカニズムは、取引を確保し、二重の支出を防ぐ上で重要な役割を果たします。
• 鉱業とネットワークのコンセンサスは、トランザクションの最終性を達成し、二重支出の試みを防ぐための重要な要素です。
• ブロックチェーンのコンセンサスメカニズムの複雑さを理解することは、二重支出予防の有効性を把握するために重要です。

二重支出とは何ですか？ブロックチェーンはどのようにそれを防止しますか？

二重の支出は、デジタル通貨システムにおける重大な脆弱性です。ユーザーが同じ暗号通貨ユニットを2回使用しようとしたときに発生します。 10ドルの請求書があり、それを使用して2つの別々のアイテムを購入することを想像してください。これは基本的に、デジタル領域で2倍の支出が表すものであり、デジタルマネーを再現しようとする不正な試みです。これは、暗号通貨に固有の希少性の基本原則を損ないます。

ただし、ブロックチェーンテクノロジーは、この悪意のある活動を防ぐために独創的なメカニズムを採用しています。そのコア強度は、分散化され、分散された性質にあります。単一のエンティティがネットワーク全体を制御することはなく、トランザクションを不正に操作することは非常に困難です。この分散化された建築は、二重支出予防の基盤です。

ブロックチェーンの不変の性質は、もう1つの重要な側面です。トランザクションが記録され、ブロックに追加されると、それを変更または削除することは事実上不可能になります。この永続性により、トランザクションの履歴が一貫していることが保証され、二重支出の試みが遡及的に実装されるのを防ぎます。各ブロックは前のブロックにリンクして、不可逆的なレコードのチェーンを作成します。

積極的に2倍の支出を防ぐメカニズムを深く掘り下げましょう。ワークの証明（POW）とShoot-of-Stake（POS）は、異なるブロックチェーンネットワークで使用される2つの顕著なコンセンサスメカニズムです。

仕事の証明（POW）および二重支出予防

POWシステムでは、ビットコインと同様に、鉱夫は複雑な暗号化パズルを解決するために競います。パズルを解決した最初のマイナーは、トランザクションの次のブロックをブロックチェーンに追加します。このプロセスには重要な計算能力が必要であり、不正なトランザクションを作成するために計算上費用がかかります。

2倍に成功するには、攻撃者が2つの矛盾するトランザクションチェーンを同時に作成する必要があります。彼らは、正直な鉱山労働者によって構築されている正当なチェーンよりも速い不正な取引を含む、長いチェーンを構築する必要があります。必要な純粋な計算能力は、大規模な確立されたネットワークにとって、実際には不可能ではないにしても、これを非常に困難にします。

• マイナーは、トランザクションをブロックに追加する前に検証します。
• 最も計算作業を表す最長のチェーンは、有効なチェーンと見なされます。
• より長い不正なチェーンは、正直な鉱夫を上回るために膨大な計算リソースを必要とします。

証明のステーク（POS）および二重支出予防

POSシステムは異なって動作します。計算能力に依存する代わりに、彼らが賭けている暗号通貨の量に基づいて検証装置が選択されるシステムを使用します。バリデーターは、ブロックチェーンへのトランザクションの確認と追加を担当します。

POSでは、バリデーターの利害関係が抑止力として機能するため、2倍の支出攻撃の成功の可能性が減少します。バリデーターが2倍にしようとすると、彼らは杭のある暗号通貨を失う危険があります。この経済的インセンティブは、悪意のある活動を強く阻止します。

• バリデーターは、彼らの出資に基づいて選択されます。
• バリデーターは、トランザクションを検証するための報酬を獲得します。
• 彼らのステークを失うリスクは、二重の支出を妨げます。

ネットワークコンセンサスとトランザクションの最終性

ネットワークコンセンサスは、2倍の支出を防ぐために重要です。ネットワーク内の異なるノードは、独立してトランザクションを検証します。十分な数のノードがトランザクションの有効性（コンセンサスに到達する）に同意すると、トランザクションは最終と見なされます。

このコンセンサスメカニズムにより、単一の悪意のある俳優がブロックチェーンの歴史を変えることができないことが保証されます。コンセンサスプロセスに関与するノードが多いほど、ネットワークは2倍の支出攻撃に対してより堅牢になります。トランザクションの最終性とは、トランザクションが不可逆的であるポイントを指します。

トランザクションの最終性を達成する速度は、ブロック時間や使用されるコンセンサスメカニズムなどの要因の影響を受け、さまざまなブロックチェーンネットワークによって異なります。コンセンサスに到達するのに時間がかかるほど、トランザクションが不可逆的になるのに時間がかかり、潜在的な攻撃のために、どんなに小さい機会の窓を残します。

一般的な質問と回答：

Q：二重の支出を完全に防ぐことができますか？

A：ブロックチェーン技術は2倍の支出のリスクを大幅に軽減しますが、絶対的な予防を達成することは事実上不可能です。 2倍の支出攻撃の成功の確率は、ブロックチェーンネットワークのサイズとセキュリティに反比例します。

Q：二重支出の試みが検出された場合はどうなりますか？

A：ネットワークは詐欺的な取引を拒否し、その試みはブロックチェーンの歴史に記録され、攻撃者の罰則につながる可能性があります（たとえば、POSシステムでの杭打ちの暗号の喪失）。正当な取引が勝ちます。

Q：ブロックチェーンネットワークのサイズは、2倍の支出予防にどのように影響しますか？

A：ノードの数が多く、計算能力が高い（POWシステムで）大きなネットワークは、2倍の支出の試みに対してより耐性があります。純粋なスケールにより、攻撃者が正直なノードを上回ることは指数関数的に困難になります。

Q：すべての暗号通貨は、2倍の支出から等しく保護されていますか？

A：いいえ。2倍の支出に対する保護レベルは、特定のブロックチェーンの設計、コンセンサスメカニズム、ネットワークセキュリティによって異なります。堅牢なコンセンサスメカニズムを備えた確立されたネットワークは、一般に、より小さく、あまり確立されていないものよりも強力な保護を提供します。