什麼是雙花攻擊？工作量證明如何從​​根本上防止這種攻擊？

了解加密貨幣中的雙花問題

1. 在數字現金系統中，當用戶嘗試多次使用相同的加密貨幣單位時，就會出現根本性的挑戰。這稱為雙花攻擊。與實物貨幣不同，如果沒有適當保護，數字代幣可能會被複製，因此區塊鍊網絡必須防止此類欺詐。

2. 當惡意行為者通過廣播衝突交易將相同的代幣發送給兩個不同的接收者時，就會發生雙花。例如，用戶可能會向 Alice 發送 1 BTC，然後快速嘗試向 Bob 發送同樣的 1 BTC，希望其中一筆交易能夠確認，而另一筆交易被拒絕。

3. 如果沒有像銀行這樣值得信賴的中央機構來驗證交易，去中心化網絡必須依靠共識機制來確保交易完整性。除非有效緩解，否則雙重支出的風險會破壞對點對點數字貨幣的信任。

4.工作量證明 (PoW) 在消除這種威脅方面發揮著關鍵作用，它需要計算工作來向區塊鏈添加新塊，從而保護交易歷史記錄不被篡改。

工作量證明如何阻止雙重支出嘗試

1. 在基於 PoW 的區塊鏈（例如 Bitcoin）中，礦工們競相解決複雜的密碼難題。第一個找到有效解決方案的礦工將新區塊廣播到網絡，其中包括一組經過驗證的交易。

2. 一旦一筆交易被包含在一個區塊中並添加到鏈上，它就會獲得一次確認。每個後續區塊都會加深安全性，因為更改任何先前的交易都需要重做該區塊和所有後續區塊的工作。

3. 要成功執行雙花，攻擊者需要創建區塊鏈的替代版本，用欺詐交易替換合法交易。這需要控製網絡總算力的 50% 以上，通常稱為 51% 攻擊。

4.壓倒誠實網絡所需的巨大計算成本和能源消耗使得此類攻擊在成熟的 PoW 區塊鏈中在經濟上不可行。

5. 誠實的節點總是遵循最長的有效鏈，即具有最多累積工作量證明的區塊鏈版本。攻擊者創建的任何分叉都會被網絡忽略，除非它的難度超過主鏈，而這在正常情況下是極不可能的。

交易確認在安全中的作用

1. 建議用戶和商戶等待多次確認後再考慮交易最終。每個確認都代表在包含交易的區塊之上開采的另一個區塊。

2. 每增加一次確認，雙花成功的概率就會呈指數下降。雖然一次確認可能足以滿足低價值交易，但高價值交易通常需要六次或更多。

3. 隨著更多區塊的添加，重組區塊鏈以逆轉交易變得越來越困難。試圖重寫歷史的攻擊者必須持續超過整個網絡，這需要不可持續的資源。

4.由於保護每個連續區塊的累積工作，交易在區塊鏈中嵌入得越深，它就變得越不可變。

關於雙花和工作量證明的常見問題

如果幾乎同時廣播兩個衝突的交易會發生什麼？網絡通常接受第一個看到的交易，並將第二個交易視為無效而丟棄。礦工根據傳播速度和費用激勵來選擇將哪些交易包含在下一個區塊中。最終，只會確認一個版本。

小型 PoW 網絡是否容易受到雙花攻擊？是的，散列能力有限的較小網絡更容易受到影響。攻擊者可以租用足夠的挖礦能力來暫時壓倒網絡、逆轉最近的交易並執行雙花。這種情況發生在不太知名且挖礦參與度較低的加密貨幣上。

工作量證明是防止雙重支出的唯一方法嗎？不，其他共識機制（例如權益證明）也可以防止雙重支出，但方式不同。他們不使用計算工作，而是使用經濟懲罰和驗證者質押來保護網絡並強制執行誠實行為。