이중 지출 공격이란 무엇이며 작업 증명은 이를 어떻게 근본적으로 방지합니까?

암호화폐의 이중지불 문제 이해

1. 디지털 현금 시스템에서는 사용자가 동일한 암호화폐 단위를 두 번 이상 사용하려고 시도할 때 근본적인 문제가 발생합니다. 이를 이중 지출 공격이라고 합니다. 실제 화폐와 달리 디지털 토큰은 제대로 보호되지 않으면 복제될 수 있으므로 블록체인 네트워크에서 이러한 사기를 방지하는 것이 필수적입니다.

2. 악의적인 행위자가 충돌하는 거래를 방송하여 두 명의 다른 수신자에게 동일한 코인을 보낼 때 이중 지출이 발생합니다. 예를 들어, 사용자는 1 BTC를 Alice에게 보낸 다음 거래 중 하나가 확인되고 다른 하나는 거부되기를 바라면서 동일한 1 BTC를 Bob에게 신속하게 보내려고 시도할 수 있습니다.

3. 거래를 검증하는 은행과 같은 신뢰할 수 있는 중앙 기관이 없으면 분산 네트워크는 거래 무결성을 보장하기 위해 합의 메커니즘에 의존해야 합니다. 이중 지출의 위험은 효과적으로 완화되지 않는 한 P2P 디지털 통화에 대한 신뢰를 약화시킵니다.

4. 작업 증명(PoW)은 블록체인에 새로운 블록을 추가하기 위한 계산 노력을 요구함으로써 위조로부터 거래 내역을 보호함으로써 이러한 위협을 제거하는 데 중요한 역할을 합니다.

작업 증명이 이중 지출 시도를 막는 방법

1. Bitcoin과 같은 PoW 기반 블록체인에서는 채굴자들이 복잡한 암호화 퍼즐을 풀기 위해 경쟁합니다. 유효한 솔루션을 찾은 첫 번째 채굴자는 검증된 거래 세트가 포함된 새 블록을 네트워크에 브로드캐스트합니다.

2. 거래가 블록에 포함되어 체인에 추가되면 한 번의 확인을 얻습니다. 이전 거래를 변경하려면 해당 블록과 모든 후속 블록에 대한 작업을 다시 실행해야 하므로 각 후속 블록은 보안을 강화합니다.

3. 이중 지출을 성공적으로 실행하려면 공격자는 사기 거래가 합법적인 거래를 대체하는 블록체인의 대체 버전을 만들어야 합니다. 이를 위해서는 네트워크 전체 해싱 파워의 50% 이상을 제어해야 하며, 일반적으로 51% 공격이라고 합니다.

4. 정직한 네트워크를 압도하는 데 필요한 막대한 계산 비용과 에너지 지출로 인해 잘 확립된 PoW 블록체인에서는 그러한 공격이 경제적으로 실행 불가능합니다.

5. 정직한 노드는 항상 가장 긴 유효 체인을 따릅니다. 즉, 가장 많이 누적된 작업 증명이 있는 블록체인 버전을 의미합니다. 공격자가 생성한 포크는 난이도가 메인 체인을 초과하지 않는 한 네트워크에서 무시됩니다. 이는 정상적인 조건에서는 거의 불가능합니다.

보안에서 거래 확인의 역할

1. 사용자와 판매자는 거래를 최종적으로 고려하기 전에 여러 번의 확인을 기다리는 것이 좋습니다. 각 확인은 거래가 포함된 블록 위에 채굴된 또 다른 블록을 나타냅니다.

2. 성공적인 이중 지불 확률은 추가 확인이 있을 때마다 기하급수적으로 감소합니다. 가치가 낮은 거래의 경우 한 번의 확인으로 충분할 수 있지만, 가치가 높은 거래의 경우 6개 이상이 필요한 경우가 많습니다.

3. 더 많은 블록이 추가될수록 거래를 역전시키기 위해 블록체인을 재구성하는 것이 점점 더 어려워집니다. 기록을 다시 쓰려는 공격자는 전체 네트워크를 지속적으로 앞질러야 하므로 지속 불가능한 리소스가 필요합니다.

4. 트랜잭션이 블록체인에 더 깊이 내장될수록 각 연속 블록을 보호하는 누적 작업 덕분에 트랜잭션의 불변성은 더욱 커집니다.

이중 지출 및 작업 증명에 관한 일반적인 질문

두 개의 충돌하는 트랜잭션이 거의 동시에 브로드캐스트되면 어떻게 되나요? 네트워크는 일반적으로 처음에 확인된 거래를 수락하고 두 번째 거래는 유효하지 않은 것으로 간주하여 삭제합니다. 채굴자는 전파 속도와 수수료 인센티브에 따라 다음 블록에 포함할 거래를 선택합니다. 결국 하나의 버전만 확인됩니다.

소규모 PoW 네트워크가 이중 지출 공격에 취약할 수 있나요? 예, 해시 파워가 제한된 소규모 네트워크는 더 취약합니다. 공격자는 충분한 채굴 용량을 임대하여 네트워크를 일시적으로 압도하고, 최근 거래를 되돌리고, 이중 지출을 실행할 수 있습니다. 이는 채굴 참여가 약한 덜 알려진 암호화폐에서 발생했습니다.

이중 지출을 방지하는 유일한 방법은 작업 증명입니까? 아니요, 지분 증명과 같은 다른 합의 메커니즘도 이중 지출을 방지하지만 다른 수단을 통해 이루어집니다. 계산 작업 대신 경제적 불이익과 검증인 스테이킹을 사용하여 네트워크를 보호하고 정직한 행동을 시행합니다.