Двойная трата: Понимание этого основного риска Криптовалют

Что такое двойные расходы?

Двойные расходы представляют собой одну из основных проблем систем цифровой валюты, позволяя потенциально использовать одни и те же средства для двух различных транзакций одновременно. Без эффективного решения этой проблемы протокол цифровых платежей становится фундаментально непригодным, так как пользователи не могут проверить, были ли средства, полученные ими, уже потрачены в другом месте.

В экосистеме криптовалют крайне важно предотвратить дублирование денежных единиц. Система будет полностью скомпрометирована, если пользователь сможет просто скопировать и вставить свои денежные единицы или отправить одни и те же средства двум разным получателям. Жизнеспособность цифровых валют зависит от механизмов, установленных для предотвращения такого мошеннического поведения.

Решения проблемы двойные расходы

Централизованный подход

Централизованный метод является самым простым решением проблемы двойные расходы. Обычно он подразумевает наличие центрального органа, который контролирует систему и управляет выпуском и распределением валютных единиц. eCash Дэвида Чаума идеально иллюстрирует этот подход.

В этой системе банк может выпускать цифровые деньги, используя слепые подписи, как описано Чаумом в его статье 1982 года под названием "Слепые подписи для неотслеживаемых платежей". Процесс работает следующим образом:

1. Пользователь обращается в банк с просьбой конвертировать свои деньги в цифровую валюту
2. Пользователь генерирует случайные номера (, служащие уникальными идентификаторами )
3. Эти номера "ослеплены" пользователем для защиты его конфиденциальности
4. Банк подписывает эти скрытые номера и списывает средства с соответствующего счета.
5. Пользователь может тратить эти "цифровые купюры" у торговцев
6. Торговцы должны немедленно обменять эти банкноты в банке

Этот метод, хотя и эффективен для конфиденциальных переводов, страдает от критического недостатка: он полностью зависит от центрального органа. Стоимость цифровых билетов основана исключительно на желании банка их выполнять. Таким образом, клиенты остаются во власти финансового учреждения, что является точно той проблемой, которую стремятся решить криптовалюты.

Децентрализованный подход

Предотвращение двойные расходы в системе без центрального органа представляет собой гораздо более сложную задачу. Участники должны согласовать общие правила, которые предотвращают мошенничество, при этом побуждая к честности.

Блокчейн, основное новшество, представленное в белой книге Биткойна, является первым жизнеспособным решением этой проблемы в децентрализованной среде. Хотя Сатоши Накамото не назвал это явно, эта революционная структура данных позволяет решить проблему двойные расходы.

Блокчейн работает как общедоступная база данных с уникальными свойствами. Узлы сети выполняют специальное программное обеспечение, позволяющее им синхронизировать свою копию базы данных с их равными. Этот процесс гарантирует, что вся сеть может проверить полную историю транзакций до начального блока (блока генезиса). Прозрачность системы позволяет легко обнаруживать и предотвращать попытки двойные расходы.

Когда пользователь отправляет транзакцию, она не считается окончательной немедленно. Сначала она должна быть включена в блок через процесс майнинга, а затем этот блок должен быть добавлен в цепочку. Вот почему получатели должны рассматривать транзакцию как действительную только после нескольких подтверждений, что снижает риск потери их средств.

После подтверждения транзакция становится практически неизменяемой, так как право собственности на единицы передается новому владельцу, и вся сеть может проверить это изменение. Каждое дополнительное добавление блока в цепочку значительно увеличивает усилия, необходимые для изменения или переписывания истории транзакций.

Двойные расходы и Биткойн

Протокол Биткойн был специально разработан для предотвращения атак двойные расходы, но только в том случае, если он используется правильно. Если пользователи ожидают достаточного количества подтверждений перед тем, как считать платеж окончательным, становится чрезвычайно трудно для отправителя отменить транзакцию, так как это потребует значительной вычислительной мощности для "обратного" изменения блокчейна.

Однако некоторые виды атак нацелены специально на неподтвержденные транзакции. Для платежей низкой стоимости некоторые торговцы выбирают принимать транзакции, не дожидаясь их включения в блок, тем самым подвергая себя значительному риску. В этом сценарии злоумышленник может выполнить платеж, а затем немедленно отправить те же средства на другой адрес с более высокими комиссиями, потенциально аннулируя первую транзакцию.

Основные типы атак на двойные расходы

1. Атаки 51%

Эти атаки происходят, когда одна сущность контролирует более 50% вычислительной мощности сети, что позволяет ей манипулировать порядком транзакций или исключать некоторые из них. Хотя это практически невозможно в сети Bitcoin из-за ее огромной распределенной вычислительной мощности, эти атаки уже были успешны на более мелких блокчейнах.

2. Атаки на гонки (Race Attacks)

Атакующий быстро рассылает две конфликтующие транзакции, используя одни и те же средства. Цель состоит в том, чтобы отправить транзакцию торговцу, одновременно передавая вторую транзакцию ( с более высокими комиссиями ) на личный адрес. Если вторая транзакция подтверждается первой, платеж торговцу становится недействительным.

3. Атаки Финни

Этот более сложный метод подразумевает, что майнер предварительно майнит блок, содержащий транзакцию, которая расходует средства на его собственный адрес, не распространяя этот блок немедленно. Тем временем злоумышленник использует эти же средства для совершения покупки у продавца, который принимает неподтвержденные транзакции. Как только продукт получен, злоумышленник распространяет свой предварительно замайненный блок, аннулируя транзакцию, отправленную продавцу.

Эти риски подчеркивают критическую важность ожидания нескольких подтверждений перед окончательным принятием платежа в криптовалюте, особенно для транзакций с большой стоимостью.

Практические последствия для пользователей криптовалют

Для ежедневных транзакций эксперты обычно рекомендуют ждать как минимум 6 подтверждений ( примерно один час ) прежде чем считать транзакцию Bitcoin окончательной. Этот срок является разумным компромиссом между безопасностью и практичностью.

Правило подтверждений может варьироваться в зависимости от:

• Значение транзакции: Чем выше сумма, тем больше рекомендуется количество подтверждений.
• Тип блокчейна: Сети с меньшей вычислительной мощностью требуют больше подтверждений
• Контекст использования: Платформы обмена обычно интегрируют свои собственные дополнительные меры безопасности

Для торговых платформ и финансовых услуг двойные расходы представляют собой значительный операционный риск, требующий соответствующих политик управления. Большинство платформ внедряют системы оценки транзакций и переменные пороги подтверждения в зависимости от профиля риска пользователей.

Заключение

Двойные расходы представляют собой основную задачу для любой системы цифровой валюты. Если централизованные подходы, такие как eCash, предлагают простое, но зависимое от центрального органа решение, то блокчейн представляет собой революционное новшество, позволяющее решить эту проблему в совершенно децентрализованной среде.

Биткойн и криптовалюты, которые ему последовали, демонстрируют, что возможно создать цифровую денежную систему, устойчивая к двойным расходам, не прибегая к центральному органу. Этот значительный технологический прорыв, основанный на распределенных механизмах консенсуса и прозрачной архитектуре, представляет собой один из самых важных вкладов современной криптографии в цифровую экономику.