블록체인의 창시자 비트코인 ​​8: 포크로 인한 이중 지출 결제, 51% 공격과 해결책

포크

앞서 언급했듯이 비트코인은 블록체인 고유의 설계 + 작업 증명을 통해 시간순을 해결하지만 두 노드가 동시에 계산한다는 보장은 없습니다. . 올바른 해결책이지만 가능성은 매우 낮습니다. 이로 인해 블록이 포크됩니다.

비록 두 노드가 거의 동시에 이 수학적 문제를 계산할 가능성은 극히 낮지만, 여전히 그러한 가능성이 있으므로 포크는 동일한 블록이 두 개의 다른 블록을 따를 수 있음을 의미합니다.

다음 블록이 해결될 때까지 규칙이 깨집니다. 가장 긴 블록으로 즉시 이동하고 짧은 블록은 삭제됩니다. 수학적 문제로 인해 블록을 동시에 분해하는 것은 어렵습니다. 연속해서 여러 번 발생하는 것은 더욱 어렵습니다. 결국 블록체인은 안정화될 것입니다. 즉, 모든 사람이 마지막 몇 블록의 순서를 완전히 이해하고 있습니다. 포크는 예를 들어 트랜잭션이 더 짧은 포크에 나타나는 경우 블록체인에서 해당 위치를 잃게 됨을 의미합니다. 일반적으로 말하면 이는 확인되지 않은 거래 풀로 돌아간다는 의미일 뿐입니다. 그러면 다음 블록에 포함됩니다.

비트코인 ​​네트워크는 포크로 인한 이중 지출 지불을 어떻게 해결합니까?

불행하게도 거래가 블록 위치를 잃을 가능성은 시퀀싱 시스템이 이중 지출 공격을 할 수 있는 기회를 제공합니다. 원래는 방지됩니다. 먼저 자신의 비트코인을 노드 B의 상품과 교환하고 즉시 지불하는 다음 공격자 A를 생각해 보세요. 그런 다음 자체 지불이 노드 B의 지불을 대체할 수 있도록 더 긴 체인을 만들기 위해 열심히 노력하여 노드 B가 돈을 받지도 않고 상품을 잃지도 않게 되었습니다.

이때 해당 트랜잭션은 노드 A가 동일한 입력 트랜잭션으로 교체했기 때문에 확인되지 않은 풀로 반환됩니다. 노드는 Bob의 거래가 유효하지 않은 것으로 간주합니다. 사용되었기 때문입니다.

노드 A가 블록체인을 미리 계산한 다음 이를 네트워크에 게시할 기회를 잡을 것이라고 추측할 수 있습니다. 그러나 각 블록의 수학적 퍼즐은 이러한 가능성을 차단합니다. 앞서 언급했듯이 블록 잠금 해제는 난수를 추측하는 과정입니다. 답을 찾으면 해결된 해시는 블록의 지문과 같은 식별이 됩니다. 블록의 내용이 조금만 변경되면 다음 블록의 참조 값은 완전히 달라집니다. 이 메커니즘의 결과는 블록체인에서 블록을 교체할 수 없다는 것입니다. 이전 블록을 획득할 때까지 하위 블록의 잠금을 해제할 수 없습니다. 이전 블록의 지문도 해시 함수의 인수 중 하나입니다.

동시에 작업량 증명 메커니즘은 집단 투표 시 누가 다수를 차지하는 문제도 해결합니다. 다수를 결정하는 방법이 IP 주소, 하나의 IP 주소, 하나의 투표를 기반으로 한다면 누군가가 많은 수의 IP 주소를 할당할 수 있는 권한을 갖고 있다면 메커니즘이 깨집니다. 워크로드 증명 메커니즘의 핵심은 하나의 CPU, 하나의 투표입니다. "다수" 결정은 가장 긴 체인으로 표현됩니다. 왜냐하면 가장 긴 체인에 가장 많은 작업량이 포함되기 때문입니다. 대부분의 CPU가 정직한 노드에 의해 제어된다면 정직한 체인은 가능한 한 빨리 확장되어 다른 경쟁 체인을 능가하게 됩니다. 공격자가 이미 나타난 블록을 수정하려는 경우 공격자는 해당 블록의 작업량과 모든 후속 블록의 작업량을 다시 완료해야 하며 결국 정직한 노드의 작업량을 따라잡고 능가해야 합니다. 느린 공격자가 후속 블록을 따라잡으려고 시도한다고 가정하면 성공 확률이 기하급수적으로 감소한다는 것을 보여 드리겠습니다. 또 다른 문제는 하드웨어의 컴퓨팅 속도가 급격히 증가하고 네트워크에 대한 노드 참여 정도가 변동한다는 것입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이동평균 목표법을 이용하여 작업증명 난이도를 결정하게 되는데, 즉 시간당 블록 생성 속도를 미리 정해진 평균수로 만드는 난이도를 지향하게 된다. 블록이 너무 빨리 생성되면 난이도가 높아집니다.

슈퍼컴퓨터가 있다면 블록퍼즐을 이길 수 있을까?

슈퍼컴퓨터, 때로는 수백, 수천 대의 컴퓨터라도 블록에 대한 솔루션을 획득하는 데 어려움을 겪을 것입니다. 왜냐하면 경쟁자는 단일 컴퓨터가 아니라 전체 비트코인 ​​네트워크이기 때문입니다. 복권을 사는 것과 비교할 수 있습니다. 수천 대의 컴퓨터를 운영하는 것은 수천 장의 복권을 사는 것과 같습니다.

51% 공격이란 무엇인가요?

이전 예에 따르면, 다른 사람보다 먼저 문제를 해결하고 승리할 확률을 50% 갖고 싶다면 다음이 필요하다는 것을 알고 있습니다. 전체 네트워크의 50% 이상을 마스터합니다.

지속적으로 블록을 먼저 해결하려면 훨씬 더 높은 컴퓨팅 성능이 필요합니다. 따라서 블록체인의 거래는 수학적 경쟁을 통해 보호됩니다. 악의적인 사용자는 전체 네트워크를 장악해야 합니다. 블록 연결 구축으로 인해 분기 체인 앞부분의 거래가 더욱 안전해졌습니다. 악의적인 사용자는 반복적인 지불을 달성하고 이전 블록체인을 교체하기 위해 장기간에 걸쳐 전체 네트워크를 무너뜨려야 합니다. 따라서 시스템의 끝 부분만 이중지불 공격에 취약하다. 이것이 바로 시스템이 성공적인 결제를 확인하기 전에 몇 블록을 더 기다릴 것을 권장하는 이유입니다.

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