比特币系统如何解决“双花”问题

2021-08-09

近年来，区块链引起了广泛关注和争议。 它不仅是比特币等加密货币背后的核心技术，也是尚未成熟的互联网技术的后起之秀。

在区块链分布式数据库中，去中心化的信任机制是其核心，任何交易双方都可以在区块链应用项目中进行直接交易，无需通过第三方公信机构。 在最初的比特币白皮书中，中本聪解释了如何建立一个点对点的数字货币系统，其目的是在没有第三方参与的情况下，实现在线支付从一方到另一方的直接传输。 该系统解决了当前电子货币中的一个重要问题：即“双重支付”。

在谈双花问题之前，我们先简单了解一下比特币系统的运行机制。

比特币是一种虚拟网络货币。 与法定货币相比，比特币没有中心化的发行者，而是由计算机生成的一系列复杂的代码组成。 任何人都可以参与比特币的创造，它可以在全球范围内流通，无论你身在何处，只要你有一台连接互联网的电脑，你就可以开采、购买、出售或接收比特币，并且在交易过程中国人和外国人无法识别用户身份信息。

比特币网络通过“挖矿”产生新的比特币。 所谓“挖矿”，本质上就是通过计算机计算解决一个复杂的数学问题，从而保证比特币网络分布式记账系统的一致性。 负责“挖矿”的特殊用户我们称之为“矿工”，他们负责为交易创建和添加区块。

区块是记录比特币交易记录的数据块。 当比特币交易数据被打包成一个“区块”时，交易就得到初步确认。 然后该区块与前一个区块相连，交易将得到进一步确认。 连续6次区块确认后，交易将不可逆不可双花是比特币的特征吗，不可逆，不可逆。

在比特币网络系统中，所有的交易历史都存储在“区块链”（blockchain）中。 区块链在矿工“挖矿”的过程中不断延伸。 一旦一个新块被添加到区块链中，它就不会再被删除。 区块链实际上是由分散的用户群体创建的一组广泛分散的节点，其中记录了所有参与者和比特币交易历史记录，从而形成分布式共享账本。

接下来，我们来谈谈什么是“双花”？

“双花”问题是指一种数字货币在一次交易中被重复使用的现象。 传统的加密数字货币等数字资产是可以无限复制的。 在交易过程中，人们很难确认数字货币是否已经产生交易。

在区块链技术中，中本聪通过为每一个生成的区块打上时间戳（时间戳相当于区块链公证人）来保证交易记录的真实性，确保每一种货币都被支付，不能用于其他支付。 在这个过程中，当且仅当区块中包含的所有交易都是有效的并且之前从未存在过时，其他节点才同意区块的有效性。

为了解决双花问题，目前互联网的做法是在A和B之间增加一个对AB没有兴趣的可信第三方（比如银行、中介）。 形成A→第三方→B的交易体系，这是目前常见的互联网交易形式，当然，这种“中介方案”的缺点是系统不仅需要一个中心化的第三方提供信任，而且一旦第三方系统崩溃或数据瘫痪、系统故障等大问题，交易的确定性将受到质疑。

比如你在淘宝上买了一件衣服，卖家还没发货，淘宝突然出现故障，你和卖家的交易记录就消失了。 你付了钱不可双花是比特币的特征吗，但是钱在支付宝平台，卖家没有收到钱。 付款后，拒绝发货给您，此时您和卖家的言论无法确定。

区块链技术的核心特征是“去中心化”。 在比特币的应用中，中本聪提出了公共账本的去中心化方案，以解决“双重支出”问题。

所以比特币区块链具有以下特点：

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分布式：比特币是一种P2P形式的数字货币。 它的交易账簿在多台计算机之间复制、存储和扩展，而不是存储在中央服务器上。 任何一台联网的电脑都有权查看和下载完整的区块链，形成一个无中心、无节点的分布式网状系统。

密码学：采用非对称加密方式（公钥和私钥）保证分布式网络中点对点信息传输的安全性。 公钥可以广泛分发，私钥只有持有者知道。 信息发送方用私钥对信息进行签名，信息接收方用公钥对信息进行加密。 信息接收方使用信息发送方的公钥来验证发送方的身份，使用私钥对加密后的信息进行解密。 这个过程保证了交易双方的可信度和唯一性。

不可修改：区块链是一种不可逆的单向链，只允许添加，不能删除和修改。 也就是说，交易一旦被记录，就无法反悔。

工作量证明（Proof of Work：PoW）：负责区块生产的矿工相互竞争，试图解决一个密码学问题，从而获得向比特币区块链添加区块的权利。 如果矿工创建的区块被区块链接受，那么矿工除了交易手续费之外还可以获得额外的奖励。 这个过程是工作量证明。 POW 是一种从结果上的共识证明，以确保系统的安全性。

用户在进行BTC交易时，首先需要生成一个包含私钥和公钥的钱包。

比特币系统密码学的设计可以确保比特币只能由真正的所有者进行转移或支付，确保货币流通各个环节的安全。 比特币与其他虚拟货币最大的区别在于其总量非常有限，极其稀缺。 币制原来4年不超过1050万，4年后总量永久限制在2100万。

比特币虽然数量有限，但可以用于***：可以兑换大多数国家的货币。 这也是比特币如此火爆的原因之一。

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