后來有人想出一個(gè)主意：把綁了一根細(xì)繩的硬幣投進(jìn)去，待通話結(jié)束后將硬幣拉出來繼續(xù)投幣使用，如此反復(fù)……
這其實(shí)就是雙花，即將同一筆貨幣重復(fù)花費(fèi)了兩次或以上，也被人們稱為“雙重支付”。
01 什么是雙重支付
雙重支付（Double Spending），指因設(shè)計(jì)缺陷而使某些貨幣被重復(fù)支付兩次或以上。
一手交錢一手交貨，這是人們普遍的共識(shí)。但如果使用同一筆貨幣先后買入兩份貨物，就必然使對(duì)方產(chǎn)生財(cái)產(chǎn)上的損失。這是不應(yīng)當(dāng)也不道德的，和騙子沒有什么區(qū)別。
在我們的生活中，傳統(tǒng)貨幣的確會(huì)有雙花的情況，那么數(shù)字貨幣的表現(xiàn)又怎么樣呢？
實(shí)際上，很多在早期出現(xiàn)的數(shù)字貨幣，就是因?yàn)殡p重支付的問題而紛紛夭折，都未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。
這種情況一直延續(xù)到能完美解決雙重支付問題的比特幣出現(xiàn)。
02 如何解決雙重支付
在人們用實(shí)體貨幣進(jìn)行交易時(shí)，基本不會(huì)出現(xiàn)雙重支付，因?yàn)槟悴荒馨岩粔K金子交到別人手里同時(shí)自己還拿著同一塊金子去做另一筆交易。但隨著數(shù)字化記賬，雙重支付的問題就出現(xiàn)了——比如某一款項(xiàng)已支付但未移除，從而可以給另一賬戶支付的情況。
傳統(tǒng)貨幣系統(tǒng)通過大家都信任的銀行機(jī)構(gòu)來記賬，他們驗(yàn)證每筆交易的正確性。人們信任它們，默認(rèn)雙重支付不會(huì)發(fā)生。但其實(shí)從根本上來講，對(duì)于這種記賬方式，人們并不能確信記賬不出錯(cuò)、記賬的人不作惡，這時(shí)候的信任是一種沒有其他選擇的選擇。
比特幣是通過技術(shù)手段來解決雙重支付問題的。比特幣通過UTXO數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄每筆交易，使得它的每筆交易都能追根溯源到比特幣發(fā)行時(shí)產(chǎn)生的第一筆交易。這就像是一棵樹，樹干是比特幣發(fā)行時(shí)產(chǎn)生的第一筆交易，比如是10BTC，而這10BTC在以后的交易中被不斷拆分，形成一個(gè)個(gè)樹枝，我們順著樹枝往回看的話，就能且只能找到最初的那個(gè)樹干。
雙重支付在這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下，相當(dāng)于在一個(gè)樹枝長(zhǎng)出來后，把它取消，讓它在另一個(gè)地方再長(zhǎng)出來。在物理世界，這是很難辦到的，但是在數(shù)字世界去卻能夠通過篡改數(shù)據(jù)來辦到。但是，比特幣又用另外兩個(gè)機(jī)制使得它的記賬數(shù)據(jù)是幾乎難以被篡改的，那就是工作量證明和最長(zhǎng)鏈原則。
比特幣系統(tǒng)將交易記錄在一個(gè)個(gè)區(qū)塊上，每一個(gè)區(qū)塊都包含上一個(gè)區(qū)塊的獨(dú)一無二的信息，從而串成一條鏈。全網(wǎng)的礦工節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)每個(gè)區(qū)塊上的交易信息進(jìn)行驗(yàn)證，保障信息的準(zhǔn)確無誤。如果有人想要篡改記賬數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙重支付，那么就相當(dāng)于要在他要篡改的地方分出一個(gè)支鏈來，并且讓所有礦工都認(rèn)為同這條鏈才是正確的，旁邊那條不對(duì)。那不好意思，礦工們不會(huì)承認(rèn)這條新分叉的鏈，因?yàn)楦鶕?jù)最長(zhǎng)鏈原則，礦工們只承認(rèn)最長(zhǎng)鏈——最長(zhǎng)鏈?zhǔn)堑玫阶疃嗟V工的算力驗(yàn)證的鏈，理論上是正確的鏈。
正是因?yàn)檫@種技術(shù)保障，當(dāng)你接收比特幣時(shí)才能夠放心——這筆交易記錄會(huì)帶著時(shí)間戳，得到網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)的共同驗(yàn)證，再確認(rèn)后被添加到新區(qū)塊上成為難以篡改的交易記錄。 而且，比特幣中的交易數(shù)據(jù)是公開可查詢的，所以這是一個(gè)完全公開透明的賬本。
03 潛在風(fēng)險(xiǎn)
雖然這個(gè)機(jī)制設(shè)計(jì)得非常巧妙，但仍要注意兩種情況。
一種情況是，比特幣新區(qū)塊的產(chǎn)生時(shí)間是10分鐘，即系統(tǒng)記賬的時(shí)間區(qū)間是10分鐘。正常情況下，交易要經(jīng)過6次確認(rèn)后，最終被記錄在區(qū)塊中。如果收款人B在交易確認(rèn)數(shù)為零（即系統(tǒng)尚未記賬）的情況下，將貨物交給了付款人A，就冒了很大的風(fēng)險(xiǎn)。
因?yàn)楦犊钊薃可以在這10分鐘之內(nèi)重新將這筆比特幣支付給其他人，當(dāng)?shù)V工接收到一筆比特幣的兩個(gè)交易請(qǐng)求時(shí)，最終會(huì)根據(jù)“最長(zhǎng)鏈”原則選取最長(zhǎng)鏈中的交易記錄來確認(rèn)。一旦收款人B的交易記錄不在最長(zhǎng)鏈中，就會(huì)導(dǎo)致收款人B被雙重支付。
正確的做法應(yīng)該是等待交易確認(rèn)數(shù)為1以上，更保險(xiǎn)的做法是等到6個(gè)交易確認(rèn)數(shù)。當(dāng)然，這需要收款人等待1個(gè)小時(shí)的時(shí)間。
還有一種情況是，有人掌握了比特幣網(wǎng)絡(luò)51%以上的算力，就可以在想要篡改交易記錄的位置分出一個(gè)支鏈，然后利用其強(qiáng)大的算力在這個(gè)支鏈的基礎(chǔ)上不斷挖出新的區(qū)塊，來追趕、超越原來的最長(zhǎng)鏈。一旦這條支鏈的長(zhǎng)度超越原來那條鏈，它就會(huì)成為礦工眼中的最長(zhǎng)鏈并得到承認(rèn)，從而達(dá)到篡改交易數(shù)據(jù)的目的。這種情況下，這個(gè)人就能夠使已經(jīng)花出去的比特幣重新回到自己地址上，這些比特幣就能夠進(jìn)行再一次的支付。
但在文章《天使與魔鬼，51%的勝利屬于誰？》中我們?cè)岬竭^的，雖然在理論上有算力攻擊的可能，但從經(jīng)濟(jì)上來看這是得不償失的。所以比特幣網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)過了多年之后，依然十分地安全，沒有出現(xiàn)算力攻擊的情況。
04 結(jié)語對(duì)于雙重支付的知識(shí)來說，除了理解和掌握之外，能在生活中應(yīng)用才是所學(xué)知識(shí)的價(jià)值體現(xiàn)。
比如等待6個(gè)交易確認(rèn)數(shù)之后再完成交易，以免被別人送上“雙花”甚至“一束花”。不然，你肯定要把別人的臉抓花！
參考資料：
《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》中本聰
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