区块链---双重支付问题

双花问题

Double spending实际上是指双重支出，一种货币被使用了两次。

在传统现实中，由于低延迟网络和中心化管理，不会出现双花现象。 无论是线下交易的现金支付，还是线上支付的第三方监管交易确认，都可以避免双花问题。

这个问题怎么会出现在区块链上，又该如何避免呢？ 让我们用一个例子一步步回答：

场景：

首先，下面的例子主要是为了帮助大家理解。 我们将区块链上的数字资产统称为：比特币（注：将比特币作为数字货币资产并不严谨比特币验证双花，这里只是为了帮助大家更好的理解）。

假设小明账户在区块链上的总资产为10个比特币。 小明向全网广播：“我小明，付给小红10个比特币”。

每个区块链的块生成需要相应的时间量。 具体原因在之前的文章中已经讲过，这里不再赘述。

此时，交易已经广播到网络中，但由于负责整理区块的矿工之间存在时间差，交易还没有被记录在区块中，被全网识别。 这时，小明立马发布了一条新的广播：“我小明，给小黄支付了10个比特币”

你可能会认为这就是所谓的双花问题，只要你的广播间隔足够小，就可以迷惑观众。 重复消耗资产。 很快，小明的一笔交易就被拒绝了。 原因如下：

在区块链网络中，每笔交易都需要确认对应资产的先前状态。 如果之前已经标记为已花费，则新交易将被拒绝。 因此，当小明的上述两个广播中的一个被记录在区块链上时，另一笔交易将被系统自动拒绝，为无效交易。

小明知道区块链的原理，所以不断重复上面的步骤（我们假设小明有无数个账户，每个账户只有10个比特币）。 经过数万次的重复，最后，出现了一种情况：

小明的两笔交易同时出现在不同的区块。 这时，由于小明的不良行为，区块链出现了所谓的“分叉”：

碰巧两个矿工几乎同时获得了记账权，并把各自的区块发布到网络上（这个概率很低），只是因为网络延迟问题，两笔交易被排序到一个区块上级。

此时区块A记录“小明支付小红10个比特币”，区块B记录“小明支付小黄10个比特币”，那么此时小明已经实现了双花？

当然，细心的朋友可能会发现，区块链这么长肯定是有问题的。 事实上，区块链规定当出现分叉时，承认最长的分支，承认最短的分支。 如果被遗弃，账本仍会归一。

我们假设，毕竟A分叉的块数超过B分叉的块数……如下：

毕竟比特币验证双花，只有一个分支是有效的。 绞尽脑汁后，小明开始了以下操作：

现在A分叉获批，小明立马跑到小红身边，顺理成章用10个比特币换了10部iphone，一切都是理所当然的。 然后，小明打开电脑开始挖矿，也就是参与区块的整理和发布。

假设小明的算力很强，当A分叉再次产生下一个区块时，小明已经整理出三个区块发布在B分叉上（如下图），此时A分叉不再被认可：

上一篇文章提到，工作量证明机制意味着只有在计算出一道数学难题后，才能对区块进行排序和释放。 理论上，当算力足够大时，可以实现上述小明。 实践。

最终，小明实现了双花。 他已经从小红那里拿走了10部iphone，接下来他还可以去找小黄拿10部iphone。 一切都是那么的美好，小明仿佛已经走到了人生的巅峰~~（全文）

如何实现双花

等等，我们好像忽略了一个问题，小明如何在A链衍生出一个区块的情况下，整理出三个新的区块发布到B支链上呢？

有两种可能性：

我们暂且假设全网每台计算机的算力相同，全网共有1亿台计算机参与算力。

第一个，穷人靠变异：

假设小明是一个正常人，有一台普通电脑。 如果他需要在短时间内三次通过工作量证明机制，这个机制其实就是计算某个Hash值。 只有当Hash值的前10位全为0时，Hash才有效，此时才可以发布新区块。 理论上，如果运气够好，可以连续3次得到3个有效的Hash值。 整理完三个块，他的概率是：1/100000...000（27个0）的概率。 以这个概率，您可以中奖超过1000亿次的大奖。

第二种，有钱靠Money：

假设小明非常非常有钱，控制着超过5000万台电脑的计算能力，此时，小明可以坐在家里等待B分支的长度超过A分支的长度，因为它会迟早会发生。

这就是所谓的“51% 攻击”问题。 事实上，只要B上发布区块的矿工数量大于50%，B的支链长度迟早会超过A的支链长度，从而被认可。 但问题是，你需要控制50%以上的算力，这样你才能按照自己的意愿控制B支链。