ブロックチェーンのデジタル通貨の二重支払いを防ぐ方法は？

キーポイント：

• ブロックチェーンの固有の構造は、分散型台帳技術を通じて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、トランザクションの妥当性を確保します。
• マイニングおよびコンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーンのトランザクションを検証および追加する上で重要な役割を果たします。
• ネットワーク参加者はトランザクションを検証し、二重の支出を非常に困難にします。
• トランザクションの確認時間とブロックの最終性を理解することが不可欠です。

ブロックチェーンのデジタル通貨の二重支払いを防ぐ方法は？

ブロックチェーンベースのデジタル通貨での二重支出の防止の背後にある核となる原則は、その分散型で不変の性質にあります。中央当局に依存している従来の支払いシステムとは異なり、ブロックチェーンは、多数のノードに複製された分散型台帳を利用しています。この分散ネットワークにより、2倍の支出の試みが、ネットワーク参加者の大多数によってすぐにフラグが付けられ、拒否されることが保証されます。

これを達成するために使用される最も一般的なメカニズムは、コンセンサスアルゴリズムです。さまざまなブロックチェーンは、さまざまなコンセンサスアルゴリズムを使用しています。最も一般的な作業証明（POW）とSport of-Stake（POS）が使用されます。これらのアルゴリズムは、ブロックチェーンに新しいトランザクションブロックがどのように追加されるか、そして重要なことに、それらのトランザクションの有効性がどのように検証されるかを決定します。

ワークの証明システムでは、鉱夫は複雑な暗号化パズルを解決するために競争します。パズルを解決した最初のマイナーは、検証済みのトランザクションの新しいブロックをブロックチェーンに追加することができます。このプロセスには重要な計算能力が必要であり、過去のトランザクションを変更するのは計算的に実行不可能です。パズルの難易度は、一貫したブロック生成時間を維持するために動的に調整されます。

実証システムの動作は異なります。 POSは、計算能力に依存する代わりに、バリデーターが保持する暗号通貨の量に依存しています。バリデーターは彼らの利害関係に基づいてランダムに選択され、トランザクションの検証とブロックチェーンに新しいブロックを追加する責任があります。このプロセスは、POWよりも大幅にエネルギー効率が高くなっています。

トランザクションがブロックに含まれると、ブロックチェーンの不変のレコードの一部になります。ブロックに追加された後にトランザクションを2倍に支出する確率は、チェーンに追加された後続のブロックの数とともに指数関数的に増加します。これはしばしば「ブロック最終性」と呼ばれます。

ネットワークコンセンサスの概念も極めて重要です。すべてのトランザクションはネットワーク全体にブロードキャストされます。次に、ノードは、確立されたルールとコンセンサスアルゴリズムに基づいてトランザクションを検証します。ノードが二重の支出の試みを検出した場合（同じ暗号通貨が2回使用される）、不正なトランザクションが拒否されます。ノードの大部分は、ブロックチェーンに永続的に追加されるためのトランザクションの有効性に同意する必要があります。

トランザクションが明確に確認されると見なされるのにかかる時間は、ブロックチェーンによって異なります。いくつかのブロックチェーンは近くの確認を提供しますが、他のブロックチェーンは、トランザクションが不可逆的と見なされる前にいくつかの確認を必要とします。この確認時間は、2倍の支出のリスクを評価する際に考慮すべき重要な要素です。ブロック生成時間と、十分な最終性に必要な確認の数を理解することが重要です。

ブロックチェーンのセキュリティは、ネットワークのサイズと分散化にも依存しています。より大きく、より分散型ネットワークは、トランザクションの操作や2倍の支出を引き起こすことを目的とした攻撃に対してより耐性があります。より小さなまたはより集中化されたネットワークは、本質的により脆弱です。

• トランザクション放送：ユーザーがトランザクションを開始すると、プロセスが開始されます。このトランザクションは、ノードのネットワーク全体にブロードキャストされます。
• ノードによる検証：ネットワーク内の各ノードは、ブロックチェーンのルールとユーザーの残高に対するトランザクションを個別に検証します。
• ブロックへの包含：トランザクションが十分な数のノードによって検証されると、マイナー（POW）またはバリデーター（POS）によって新しいブロックに含まれます。
• ブロック伝播：新しく作成されたブロックがネットワーク全体に伝播され、すべてのノードがブロックチェーンの一貫したビューを確保します。
• 確認：トランザクションを含むブロックの上にいくつかのブロックが追加された後（さらなる確認を提供）、トランザクションは2倍の支出に対して非常に安全であると見なされます。

よくある質問：

Q：鉱夫が2倍にしようとした場合はどうなりますか？

A：2倍の支出を試みる鉱山労働者は、ネットワークのハッシュレート（POW）またはステーク（POS）の大部分を制御する必要があります。これは、膨大なリソースが必要であり、ネットワークの残りの部分によって検出され対抗する可能性が高いため、大規模で分散型ネットワークで非常に困難です。

Q：確認はいくつですか？

A：十分なセキュリティに必要な確認の数は、特定のブロックチェーンとトランザクションの値に依存します。一般に、より多くの確認は、2倍の支出のリスクが低いことを意味します。多くの場合、6つの確認は合理的な基準と見なされますが、価値の高いトランザクションはもっと必要になる場合があります。

Q：スマートコントラクトは二重支出を防ぐことができますか？

A：スマートコントラクトは、トランザクションロジック自体にチェックとバランスを組み込むことでセキュリティを強化できますが、独力での二重支出を本質的に妨げません。彼らは、トランザクションの妥当性を確保するために、基礎となるブロックチェーンのコンセンサスメカニズムに依存しています。

Q：二重支出の試みが成功した場合はどうなりますか？

A：十分に確立されたブロックチェーンでは、2倍の支出の試みが非常にまれです。それが発生した場合、それはおそらく、重大なセキュリティ侵害またはネットワークに対する調整された攻撃を伴うでしょう。影響は、ブロックチェーンと関連する量によって異なります。ネットワークのコミュニティは、おそらくハードフォークやその他の是正措置を介して、問題に対処するために機能します。

Q：すべてのブロックチェーンは、2倍の支出に対して等しく耐性がありますか？

A：いいえ。2倍の支出に対する抵抗は、実装されたコンセンサスメカニズム、ネットワークサイズ、セキュリティ対策によって異なります。一部のブロックチェーンは、他のブロックチェーンよりも堅牢で安全です。トランザクションに使用する前に、特定のブロックチェーンの徹底的な研究が不可欠です。