雙花問題

雙花實際上指的是雙重花費，即一份貨幣使用了兩次。

傳統現實中，因為低延遲網絡以及中心化管理的原因，是不會出現雙花現象，無論是線下交易的現金支付，或者網上支付的第三方監管交易確認，都可以避免雙花問題。

那在區塊鏈上面，如何會出現這個問題，又該如何避免？我們通過一個示例來逐步解答：

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場景：

首先，以下示例主要是為了幫助大家理解，我們將區塊鏈上的數字資產統稱為：比特幣（注意：使用比特幣來充當數字貨幣資產是不嚴謹的，在這里只是為了幫助大家更好的理解）。

假設小明區塊鏈上的賬戶總資產為10個比特幣。小明向全網廣播：“我小明向小紅支付10個比特幣”。

每一個區塊鏈的區塊生成都需要相應的時間，具體原因之前的文章探討過了，這里不做累贅。

此時該交易，通過廣播到網絡，但由于負責整理區塊的礦工們在整理區塊時存在時間差，該交易尚未被記錄到區塊中，并被全網認可，此時，小明立馬又發布一條新的廣播：“我小明向小黃支付10個比特幣”

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你可能會認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。將一份資產重復消費。很快，小明的其中一筆交易被拒絕了。原因如下：

區塊鏈網絡中，每筆交易都需要先確認對應資產之前的狀態，如果它之前已經被標記為花掉，那么新的交易會被拒絕。所以，當上述小明的兩條廣播其中一條被記錄到區塊鏈上的時候，另一條交易將會被系統自動拒絕，無效的交易。

小明深知區塊鏈的原理，于是不停的重復上述的步驟（我們假設小明有數不清的賬戶，每個賬戶都只有10個比特幣），不知道經過了幾萬次的重復，終于，出現了這樣一種情況：

小明的兩筆交易同時出現在了不同的區塊中，此時，由于小明這種惡劣行為，導致該區塊鏈出現了所謂的“分叉”情況：

正好有兩個礦工幾乎同時取得記賬權，并把各自整理的區塊（block）發布到網絡中（這個概率很低），剛好，由于網絡延遲問題，兩筆交易被分別整理到了一個區塊上。

此時，A區塊中記錄著“小明向小紅支付10個比特幣”，而B區塊中記錄著“小明向小黃支付10個比特幣”，那么此時，小明是不是就實現了雙花？

當然，細心的小伙伴可能會發現，一條區塊鏈長成這樣肯定是有問題的，事實上，區塊鏈規定，當出現分叉的時候，最長的分支會被認可，短的分支會被放棄，賬本還是會回歸為一個。

我們假設，終究A分叉的區塊數超過了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分叉被認可了，小明立馬跑到小紅那里，順理成章的用花費的10個比特幣換了10臺iphone 回來，一切都是那么的理所當然。接著，小明打開自己的電腦，進行挖礦，即：參與區塊的整理和發布。

假設小明擁有強大的算力，在A分叉再次衍生出下一個區塊時，小明已經整理好了三個區塊，并且，發布在了B分叉上（如下圖），而此時，A支鏈不再被認可：

上一篇文章中有提到過，工作量證明機制，即計算出一道很難的數學題之后，才能進行區塊整理發布，理論上，當算力足夠大的時候，是可以實現上述小明的做法。

終于，小明實現了雙花，他已經從小紅那里拿了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，小明似乎達到了人生巔峰~~（全篇完）

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如何實現雙花

等等，我們似乎忽略了一個問題，小明如何能從當A鏈衍生出一個區塊的時候，自己整理出三個新的區塊發布到B支鏈上的呢？

有兩種可能：

我們暫且假設整個網絡中的每臺計算機算力是一樣的，整個網絡中一共有1億臺計算機參與算力運算。

第一種，窮人靠變異：

假設小明正常人，擁有一臺普通的計算機，此時如需要在短時間內連續通過三次工作量證明機制，該機制實際上是計算某種Hash值，只有當該Hash值得前10位全部為0的時候，則該Hash是有效的，此刻你就可以發布一個新的區塊，理論上，你運氣足夠好的話，可以連續3次就或者3個有效的Hash值。整理好三個區塊，他的概率為：1/100000…000（27個0）的概率，這個概率你中大樂透特等獎可以中超過1億億次。

第二種，富人靠Money：

假設小明非常非常的有錢，控制了超過5000萬臺的計算機算力，此時，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，因為這是遲早的事。

這就是所謂的“51%攻擊”問題，其實，只要在B上面發布區塊的礦工數量大于50%，早晚有一天，這個B支鏈長度會超過A支鏈，從而被認可，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。

那么以上就是實現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

如果一條區塊鏈的節點數量不是很多，那么雙花的可行性也將變得可能，同理，如果一個區塊鏈的節點有好幾億個，那么雙花可行性也將無乎其微。

如果一條區塊鏈一共就100個節點，那么控制51個節點是現實可行的。

第二種

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

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以上是個人對區塊鏈雙花問題的梳理。
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總結

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

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