雙花問題

雙花實(shí)際上指的是雙重花費(fèi)，即一份貨幣使用了兩次。

傳統(tǒng)現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)榈脱舆t網(wǎng)絡(luò)以及中心化管理的原因，是不會出現(xiàn)雙花現(xiàn)象，無論是線下交易的現(xiàn)金支付，或者網(wǎng)上支付的第三方監(jiān)管交易確認(rèn)，都可以避免雙花問題。

那在區(qū)塊鏈上面，如何會出現(xiàn)這個(gè)問題，又該如何避免？我們通過一個(gè)示例來逐步解答：

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場景：

首先，以下示例主要是為了幫助大家理解，我們將區(qū)塊鏈上的數(shù)字資產(chǎn)統(tǒng)稱為：比特幣（注意：使用比特幣來充當(dāng)數(shù)字貨幣資產(chǎn)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?#xff0c;在這里只是為了幫助大家更好的理解）。

假設(shè)小明區(qū)塊鏈上的賬戶總資產(chǎn)為10個(gè)比特幣。小明向全網(wǎng)廣播：“我小明向小紅支付10個(gè)比特幣”。

每一個(gè)區(qū)塊鏈的區(qū)塊生成都需要相應(yīng)的時(shí)間，具體原因之前的文章探討過了，這里不做累贅。

此時(shí)該交易，通過廣播到網(wǎng)絡(luò)，但由于負(fù)責(zé)整理區(qū)塊的礦工們在整理區(qū)塊時(shí)存在時(shí)間差，該交易尚未被記錄到區(qū)塊中，并被全網(wǎng)認(rèn)可，此時(shí)，小明立馬又發(fā)布一條新的廣播：“我小明向小黃支付10個(gè)比特幣”

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你可能會認(rèn)為這就是所謂的雙花問題，只要你廣播的間隔足夠小，就能混淆視聽。將一份資產(chǎn)重復(fù)消費(fèi)。很快，小明的其中一筆交易被拒絕了。原因如下：

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，每筆交易都需要先確認(rèn)對應(yīng)資產(chǎn)之前的狀態(tài)，如果它之前已經(jīng)被標(biāo)記為花掉，那么新的交易會被拒絕。所以，當(dāng)上述小明的兩條廣播其中一條被記錄到區(qū)塊鏈上的時(shí)候，另一條交易將會被系統(tǒng)自動拒絕，無效的交易。

小明深知區(qū)塊鏈的原理，于是不停的重復(fù)上述的步驟（我們假設(shè)小明有數(shù)不清的賬戶，每個(gè)賬戶都只有10個(gè)比特幣），不知道經(jīng)過了幾萬次的重復(fù)，終于，出現(xiàn)了這樣一種情況：

小明的兩筆交易同時(shí)出現(xiàn)在了不同的區(qū)塊中，此時(shí)，由于小明這種惡劣行為，導(dǎo)致該區(qū)塊鏈出現(xiàn)了所謂的“分叉”情況：

正好有兩個(gè)礦工幾乎同時(shí)取得記賬權(quán)，并把各自整理的區(qū)塊（block）發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中（這個(gè)概率很低），剛好，由于網(wǎng)絡(luò)延遲問題，兩筆交易被分別整理到了一個(gè)區(qū)塊上。

此時(shí)，A區(qū)塊中記錄著“小明向小紅支付10個(gè)比特幣”，而B區(qū)塊中記錄著“小明向小黃支付10個(gè)比特幣”，那么此時(shí)，小明是不是就實(shí)現(xiàn)了雙花？

當(dāng)然，細(xì)心的小伙伴可能會發(fā)現(xiàn)，一條區(qū)塊鏈長成這樣肯定是有問題的，事實(shí)上，區(qū)塊鏈規(guī)定，當(dāng)出現(xiàn)分叉的時(shí)候，最長的分支會被認(rèn)可，短的分支會被放棄，賬本還是會回歸為一個(gè)。

我們假設(shè)，終究A分叉的區(qū)塊數(shù)超過了B分叉…如下：

終究都只有一條分支有效。小明在一番絞盡腦汁之后，開始了如下操作：

既然A分叉被認(rèn)可了，小明立馬跑到小紅那里，順理成章的用花費(fèi)的10個(gè)比特幣換了10臺iphone 回來，一切都是那么的理所當(dāng)然。接著，小明打開自己的電腦，進(jìn)行挖礦，即：參與區(qū)塊的整理和發(fā)布。

假設(shè)小明擁有強(qiáng)大的算力，在A分叉再次衍生出下一個(gè)區(qū)塊時(shí)，小明已經(jīng)整理好了三個(gè)區(qū)塊，并且，發(fā)布在了B分叉上（如下圖），而此時(shí)，A支鏈不再被認(rèn)可：

上一篇文章中有提到過，工作量證明機(jī)制，即計(jì)算出一道很難的數(shù)學(xué)題之后，才能進(jìn)行區(qū)塊整理發(fā)布，理論上，當(dāng)算力足夠大的時(shí)候，是可以實(shí)現(xiàn)上述小明的做法。

終于，小明實(shí)現(xiàn)了雙花，他已經(jīng)從小紅那里拿了10臺iphone，接著，依舊可以光明正大的跑到小黃那拿10臺iphone，一切都是這么美好，小明似乎達(dá)到了人生巔峰~~（全篇完）

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如何實(shí)現(xiàn)雙花

等等，我們似乎忽略了一個(gè)問題，小明如何能從當(dāng)A鏈衍生出一個(gè)區(qū)塊的時(shí)候，自己整理出三個(gè)新的區(qū)塊發(fā)布到B支鏈上的呢？

有兩種可能：

我們暫且假設(shè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的每臺計(jì)算機(jī)算力是一樣的，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中一共有1億臺計(jì)算機(jī)參與算力運(yùn)算。

第一種，窮人靠變異：

假設(shè)小明正常人，擁有一臺普通的計(jì)算機(jī)，此時(shí)如需要在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)通過三次工作量證明機(jī)制，該機(jī)制實(shí)際上是計(jì)算某種Hash值，只有當(dāng)該Hash值得前10位全部為0的時(shí)候，則該Hash是有效的，此刻你就可以發(fā)布一個(gè)新的區(qū)塊，理論上，你運(yùn)氣足夠好的話，可以連續(xù)3次就或者3個(gè)有效的Hash值。整理好三個(gè)區(qū)塊，他的概率為：1/100000…000（27個(gè)0）的概率，這個(gè)概率你中大樂透特等獎(jiǎng)可以中超過1億億次。

第二種，富人靠Money：

假設(shè)小明非常非常的有錢，控制了超過5000萬臺的計(jì)算機(jī)算力，此時(shí)，小明就可以高枕無憂的坐在家里等著B支鏈的長度超過A支鏈了，因?yàn)檫@是遲早的事。

這就是所謂的“51%攻擊”問題，其實(shí)，只要在B上面發(fā)布區(qū)塊的礦工數(shù)量大于50%，早晚有一天，這個(gè)B支鏈長度會超過A支鏈，從而被認(rèn)可，但問題在于，你需要控制超過50%的算力，這樣才能按照你的意愿操控B支鏈。

那么以上就是實(shí)現(xiàn)雙花的兩種具體方案

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如何避免雙花

那行吧，既然你和我一樣的善良，那我們來看看如何避免雙花問題。

第一種

如果一條區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)數(shù)量不是很多，那么雙花的可行性也將變得可能，同理，如果一個(gè)區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)有好幾億個(gè)，那么雙花可行性也將無乎其微。

如果一條區(qū)塊鏈一共就100個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么控制51個(gè)節(jié)點(diǎn)是現(xiàn)實(shí)可行的。

第二種

另一方面，假設(shè)我們是小紅，我們可以等一個(gè)block（區(qū)塊）被記下來之后，再等5個(gè)block（區(qū)塊），也就是等6個(gè)block（區(qū)塊）被確認(rèn)后再把交易對應(yīng)的商品交付。這樣，B鏈要想趕超6個(gè)block（區(qū)塊）的難度也將是指數(shù)式系數(shù)增長的。

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以上是個(gè)人對區(qū)塊鏈雙花問題的梳理。
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的区块链---双花问题的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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