이중 지출 문제는 무엇이며 블록 체인은 어떻게 막을 수 있습니까?

이중 지출 문제 이해

이중 지출 문제 는 동일한 디지털 토큰에 두 번 이상 소비 될 수있는 디지털 통화 시스템의 근본적인 과제입니다. 두 사람에게 동시에 건조 할 수없는 물리적 현금과 달리 디지털 파일을 복사하고 재사용 할 수 있습니다. 악의적 인 행위자가 디지털 코인을 복제하여 여러 수신자에게 보낼 수 있으므로 디지털 거래에서 취약성을 만듭니다. 이는 디지털 결제 시스템의 신뢰와 무결성을 훼손합니다. 전통적인 금융 시스템에서 은행과 같은 중앙 당국은 원장을 유지하고 거래를 검증하여이를 방지합니다. 그러나 중앙 당국이없는 분산 된 환경에서는 이중 지출을 해결하는 것이 훨씬 더 복잡해집니다.

블록 체인 기술이 문제를 해결하는 방법

블록 체인은 암호화 검증 , 분산 된 합의 및 불변의 원장 기록 의 조합을 통해 이중 지출을 방지합니다. 블록 체인의 각 거래는 발신자의 개인 키를 사용하여 디지털 서명하여 진정성을 보장합니다. 일단 네트워크로 방송되면 노드는 발신자의 잔액이 충분한 지 여부와 해당 자금이 이미 지출되었는지 확인하여 거래를 검증합니다. 이 검증은 단일 엔터티가 아니라 분산 노드 네트워크에 의해 수행되므로 중앙 기관에 대한 의존을 제거합니다. 검증 된 트랜잭션은 블록으로 그룹화 된 후 연대순 및 변조 방지 체인에 추가됩니다.

핵심 혁신은 모든 참가자가 원장의 상태에 동의하도록 보장하는 작업 증명 (POW) 또는 스테이크 증명 (POS)과 같은 합의 메커니즘 에 있습니다. 트랜잭션이 확인 되려면 대부분의 네트워크가 수락하는 블록에 포함되어야합니다. 블록이 추가되면 변경하려면 모든 후속 블록을 재 계산하고 네트워크 컴퓨팅 능력의 50% 이상을 제어해야합니다. 이는 Bitcoin와 같은 대규모 잘 확립 된 블록 체인에서 계산적으로 실용적이지 않은 업적입니다.

거래 검증 및 확인 프로세스

사용자가 cryptocurrency 트랜잭션을 시작하면 이중 지출을 방지하기 위해 몇 단계가 발생합니다.

• 트랜잭션은 피어 투 피어 노드 네트워크로 방송됩니다.
• 노드는 발신자의 디지털 서명을 확인하고 입력 (지출 된 자금)이 이전 트랜잭션에서 아직 사용되지 않았는지 확인하여 트랜잭션을 확인합니다.
• 유효한 트랜잭션은 메모리 (메모리 풀)로 수집되어 새로운 블록에 포함을 기다리고 있습니다.
• 광부 또는 유효성 검사기는 Mempool에서 거래를 선택하여 거래 수수료가 높은 거래를 우선시합니다.
• 선택된 트랜잭션은 해시되어 후보 블록에 포함됩니다.
• 광부 또는 유효성 검사기는 암호화 퍼즐 (POW)을 해결하거나 스테이크 (POS)를 기준으로 선택되어 블록 체인에 블록을 추가합니다.
• 블록이 추가되면 거래는 첫 번째 확인을 받습니다. 상단에 추가 된 각 후속 블록은 확인 수를 증가시켜 역전이 기하 급수적으로 더 어려워집니다.

거래의 확인이 많을수록 이중 지출 시도에 대한 안전성이 높아집니다. 고 부가가치 거래의 경우 서비스는 종종 최종성을 보장하기 위해 6 가지 확인이 필요합니다.

레이스 공격 및 피니 공격 방지

블록 체인의 강력한 설계에도 불구하고 특정 조건에서 특정 이중 소비 공격 벡터가 존재합니다. 레이스 공격은 사용자가 동일한 자금을 두 명의 다른 수신자에게 빠르게 연속적으로 보낼 때 발생합니다. 한 거래는 거부되는 동안 한 거래가 확인되기를 희망합니다. 수신자가 확인되지 않은 거래를 수락하는 경우에만 가능합니다. 이를 완화하기 위해 사용자와 서비스는 거래 최종을 고려하기 전에 최소한 하나의 확인을 기다려야합니다.

또 다른 드문 공격은 Bitcoin의 초기 기고자 중 하나 인 Hal Finney의 이름을 딴 Finney 공격 입니다. 이 시나리오에서 광부는 특정 동전을 자신의 지갑에 소비하지만 방송되지 않는 거래를 사전 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 미리 광고합니다. 그런 다음 공개 거래에서 같은 동전을 소비합니다. 상품이나 서비스를받은 후, 그들은 사전 마이닝 블록을 출시하여 잠재적으로 공공 거래를 무효화 할 수 있습니다. 이 공격에는 정확한 타이밍 및 내부자 마이닝 액세스가 필요하므로 규모로 실행하기가 어렵습니다. 최선의 방어는 상품이나 서비스를 공개하기 전에 여러 번의 확인을 기다리는 것 입니다.

보안에서 불변성과 분산 원장의 역할

블록 체인의 불변성은 이중 지출을 방지하는 데 중요합니다. 일단 데이터가 블록에 기록되고 해당 블록이 암호화 해시를 통해 체인에 연결되면 모든 트랜잭션을 변경하려면 모든 후속 블록을 변경해야합니다. 이것은 특히 대형 네트워크에서 엄청난 계산 능력을 요구할 것입니다. 원장의 분산 특성은 모든 노드가 전체 블록 체인의 사본을 보유하도록합니다. 한 노드가 원장의 사기 버전을 도입하려고 시도하면 대다수가 불일치가 빠르게 감지되고 거부됩니다.

또한 블록 체인의 투명하고 감사 가능한 특성을 통해 누구나 거래 기록을 확인할 수 있습니다. 새로운 트랜잭션의 모든 입력은 이전의 UTXO (이전의 불완전한 트랜잭션 출력)를 참조합니다. 노드는 UTXO 세트를 확인하여 지출 된 자금이 아직 소비되지 않았 음을 확인합니다. 이 시스템은 네트워크 컨센서스가 손상되지 않으면 동전을 두 번 소비 할 수 없도록합니다.

자주 묻는 질문

Bitcoin와 같은 잘 확립 된 블록 체인에서 이중 지출이 발생할 수 있습니까? 이론적으로 가능하지만, Bitcoin과 같은 크고 분산 된 블록 체인에 대한 이중 지출은 높은 해시 비율 과 분산 합의로 인해 거의 가능성이 낮습니다. 공격자는 네트워크 광업 전력의 50% 이상 (51% 공격)을 제어해야하며, 이는 엄청나게 비싸고 감지 가능합니다.

동일한 입력을 사용하는 두 개의 트랜잭션이 동시에 방송되면 어떻게됩니까? 네트워크는 확인할 첫 번째 블록에 포함 된 트랜잭션을 수락합니다. 다른 트랜잭션은 유효하지 않아서 Mempool에서 삭제됩니다. 노드는 가장 긴 유효한 체인을 따라 일관성을 보장합니다.

모든 cryptocurrency는 같은 방식으로 이중 지출을 방지합니까? 대부분의 cryptocurrency는 합의 알고리즘과 함께 블록 체인 기반 메커니즘을 사용하여 이중 지출을 방지합니다. 그러나 세부 사항은 스테이크 동전을 기반으로 한 Ethereum 사용 유효성 검사기 선택과 같은 스테이크 체인 의 증거이며 Bitcoin와 같은 작업 체인의 증거는 계산 노력에 의존합니다.

확인이없는 Cryptocurrency 지불을 수락하는 것이 안전합니까? 제로 확인 트랜잭션을 수락하면 특히 고가의 품목에 대한 위험이 있습니다. 많은 작은 거래가 빠르게 해결되지만 인종 공격의 가능성이 존재합니다. 보안의 경우 최소 1-6 개의 확인을 기다리는 것이 좋습니다.