什么是双花攻击？工作量证明如何从​​根本上防止这种攻击？

了解加密货币中的双花问题

1. 在数字现金系统中，当用户尝试多次使用相同的加密货币单位时，就会出现根本性的挑战。这称为双花攻击。与实物货币不同，如果没有适当保护，数字代币可能会被复制，因此区块链网络必须防止此类欺诈。

2. 当恶意行为者通过广播冲突交易将相同的代币发送给两个不同的接收者时，就会发生双花。例如，用户可能会向 Alice 发送 1 BTC，然后快速尝试向 Bob 发送同样的 1 BTC，希望其中一笔交易能够确认，而另一笔交易被拒绝。

3. 如果没有像银行这样值得信赖的中央机构来验证交易，去中心化网络必须依靠共识机制来确保交易完整性。除非有效缓解，否则双重支出的风险会破坏对点对点数字货币的信任。

4.工作量证明 (PoW) 在消除这种威胁方面发挥着关键作用，它需要计算工作来向区块链添加新块，从而保护交易历史记录不被篡改。

工作量证明如何阻止双重支出尝试

1. 在基于 PoW 的区块链（例如 Bitcoin）中，矿工们竞相解决复杂的密码难题。第一个找到有效解决方案的矿工将新区块广播到网络，其中包括一组经过验证的交易。

2. 一旦一笔交易被包含在一个区块中并添加到链上，它就会获得一次确认。每个后续区块都会加深安全性，因为更改任何先前的交易都需要重做该区块和所有后续区块的工作。

3. 要成功执行双花，攻击者需要创建区块链的替代版本，用欺诈交易替换合法交易。这需要控制网络总算力的 50% 以上，通常称为 51% 攻击。

4.压倒诚实网络所需的巨大计算成本和能源消耗使得此类攻击在成熟的 PoW 区块链中在经济上不可行。

5. 诚实的节点总是遵循最长的有效链，即具有最多累积工作量证明的区块链版本。攻击者创建的任何分叉都会被网络忽略，除非它的难度超过主链，而这在正常情况下是极不可能的。

交易确认在安全中的作用

1. 建议用户和商户等待多次确认后再考虑交易最终。每个确认都代表在包含交易的区块之上开采的另一个区块。

2. 每增加一次确认，双花成功的概率就会呈指数下降。虽然一次确认可能足以满足低价值交易，但高价值交易通常需要六次或更多。

3. 随着更多区块的添加，重组区块链以逆转交易变得越来越困难。试图重写历史的攻击者必须持续超过整个网络，这需要不可持续的资源。

4.由于保护每个连续区块的累积工作，交易在区块链中嵌入得越深，它就变得越不可变。

关于双花和工作量证明的常见问题

如果几乎同时广播两个冲突的交易会发生什么？网络通常接受第一个看到的交易，并将第二个交易视为无效而丢弃。矿工根据传播速度和费用激励来选择将哪些交易包含在下一个区块中。最终，只会确认一个版本。

小型 PoW 网络是否容易受到双花攻击？是的，散列能力有限的较小网络更容易受到影响。攻击者可以租用足够的挖矿能力来暂时压倒网络、逆转最近的交易并执行双花。这种情况发生在不太知名且挖矿参与度较低的加密货币上。

工作量证明是防止双重支出的唯一方法吗？不，其他共识机制（例如权益证明）也可以防止双重支出，但方式不同。他们不使用计算工作，而是使用经济惩罚和验证者质押来保护网络并强制执行诚实行为。