區(qū)塊鏈中比特幣技術(shù)的雙重支付概念是什么

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比特幣作為電子貨幣，且不利用第三方機構(gòu)。首先需要解決的問題就是：如何防止雙重支付（double-spending）？ 雙重支付簡單來說就是一份貨幣被使用了多次。

這個約束在比特幣結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上就可以表示成：一個交易的輸出最多接一個交易的輸入，即最多被消費一次。

雙重支付是比特幣系統(tǒng)要解決問題。對應有兩道防火墻，第一道是本地檢查，第二道是分布式協(xié)議。

我們之前介紹過一種理想的工作模式：嚴格按照每10分鐘有一個節(jié)點挖到礦，且一個區(qū)塊在10分鐘之內(nèi)可以到達所有節(jié)點。

在這種理想的工作模式下，系統(tǒng)會出現(xiàn)雙重支付嗎？不會。簡單看一下：現(xiàn)在有兩筆賬單 A 和 B，不分先后，都要消費同一筆比特幣。

（1）第一種情況：假如 A 在 B 之前被寫入了區(qū)塊鏈。在某個節(jié)點挖到礦準備寫入 B 時，根據(jù)我們之前的假設(shè)，這個節(jié)點已經(jīng)同步了最新的區(qū)塊鏈。因此，A 已經(jīng)在這個節(jié)點的本地鏈上了，通過本地檢查會發(fā)現(xiàn) B 不合法，直接把 B 扔掉。

（2）第二種情況：A 和 B 都還未寫入?yún)^(qū)塊鏈。并且都被一個節(jié)點接收，這時這個節(jié)點直接在本地檢查候選區(qū)塊中的所有賬單中是否有沖突，檢查到 A 和 B了，扔掉后來的一個。

可以看到，在理想情況下，本地檢查就可以避免雙重支付。但是現(xiàn)實情況呢？

現(xiàn)實情況是不一定嚴格10分鐘有一個節(jié)點挖到礦，可能每隔任意時間就有節(jié)點挖到礦了，也可能兩個節(jié)點同時挖到礦了。而且可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)導致一個區(qū)塊不確定多久會廣播到所有節(jié)點。

由于節(jié)點挖到礦之后，并不需要請求其他節(jié)點同意就直接寫入本地區(qū)塊鏈了，因此很容易出現(xiàn)各個節(jié)點維護不同的鏈的情況。但是，畢竟是個分布式系統(tǒng)，不同的節(jié)點總會進行通信的，當他們通信時，就會檢測出沖突，類似 git 的分支合并。git 的分支合并沖突是交給用戶手動解決的，但是比特幣的沖突可以靠系統(tǒng)解決。中本聰給出了一個簡單的解決方法：

以最長鏈作為有效鏈，新的區(qū)塊需要加到最長鏈后，短鏈在一定時間后會被拋棄。

這個類似排隊上公交車，這時候有兩個隊，管理員說以最長隊為準，這時候后來的人為了保證自己排到前面，都會去排最長的隊。這時，短的鏈就會被丟棄，我們看個例子：

上邊是節(jié)點 A 的鏈，下邊是節(jié)點 B 的鏈，當節(jié)點 A 接收到 B 的鏈，A 會拋棄綠色塊，把 B 的鏈同步過來，在黃色塊繼續(xù)寫。

在這種機制下，有沒有漏洞讓我把一塊錢花多遍呢？有的。我可以先把交易寫入?yún)^(qū)塊鏈，然后想辦法把這筆交易廢棄掉，也就是讓這筆交易的鏈分支成為短的分支（再寫一個長分支），這樣這筆分支就不會被認可了。我就可以繼續(xù)創(chuàng)建一筆新的交易來花這筆錢了。

好了，準備就緒，我要開始干壞事了，看示例圖：

我控制著節(jié)點 A。交易A 是第一筆交易，并且已經(jīng)被廣播到其他節(jié)點了。為了讓交易 A 失效，我需要重新開一個黑鏈包含交易 B。其實就是和其他節(jié)點賽跑，我需要先追上綠鏈，并且超過綠鏈一個塊，這樣我就可以同化其他的節(jié)點了。

而這就需要我連著挖到兩個礦。這是個什么概念？從概率的期望來說，這就相當于我有比特幣系統(tǒng)中一半以上的計算資源。我都這么牛逼了，還需要黑系統(tǒng)嗎？我只需要努力挖礦就能得到很高的回報。

然而更多情況是下面這種：

我和別人的計算能力差不多，當我挖到一個礦寫入一個黑塊時，另外兩個節(jié)點已經(jīng)挖到兩個礦了，他們互相同步數(shù)據(jù)根本不會鳥我，而這個差距還會越來越大，最終我只能選擇放棄抵抗。

這里還有一個細節(jié)：塊是一個一個廣播出去的，不是整個鏈廣播出去的，因此，當某個節(jié)點接收到一個和自己分支沖突的塊時，不會馬上丟掉，會先緩存在本地，當緩存的所有塊構(gòu)成的某個分支超過當前工作的分支，就會切換到最長分支上去。

一般來說，當鏈上的一個塊后邊接了 6 個塊了，就可以確認這個塊的所有交易不會被丟棄了，所以比特幣賬單的確認時間是 1 個小時。

感謝各位的閱讀，以上就是“區(qū)塊鏈中比特幣技術(shù)的雙重支付概念是什么”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學習后，相信大家對區(qū)塊鏈中比特幣技術(shù)的雙重支付概念是什么這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！