比特币双花攻击案例

Ⅰ ‘双花’攻击

什么是双花？

“双花”，即一笔钱被花了两次或者两次以上，也叫“双重支付”。通俗的理解，“双花攻击”（double spend attack）又叫“双重消费攻击”，即同一笔资金，通过某种方式被花费了两次，取得了超过该笔资金的服务。

在数字货币系统中，由于数据的可复制性，使得系统可能存在同一笔数字资产因不当操作被重复使用的情况。

双花是如何发生的？

众所周知，区块链节点始终都将最长的链条视为正确的链条，并持续工作和延长它。如果有两个节点同时广播不同版本的新区块，那么将在率先收到的区块基础上进行工作，但也会保留另外一个链条，以防后者变成最长的链条。等到下一个工作量证明被发现，其中的一条链条被证实为是较长的一条，那么在另一条分支链条上工作的节点将转换阵营。

双花简单说就是花两次。双花是如何实现的呢？分为两种情况：

（1）在确认前的双花。零确认的交易本来就可能最后没有写入区块链。除非小额，最好至少等确认即可规避此类双花。

（2）在确认后的双花。这就要控制超50%算力才能实施。即类似于一个小分叉，将给一个商店的交易放入孤立区块中。这种确认后双花，很难实施，只是理论上可行。

双花攻击案例

2018年曾经发生了比特币黄金（BTG）的双花攻击。BTG当时是全球第27大加密货币，流通市值为50亿人民币。2018年5月16日以来，攻击者对BTG网络成功实施了双花攻击，谋取了超过38.8万的BTG的暴利。

攻击者控制BTG网络上51%以上的算力，控制算力期间，把一定数量的BTG发给自己在交易所的钱包，这条分支我们命名为分支A。同时，又把这些BTG发给另一个自己控制的钱包，这条分支我们命名为分支B。分支A上的交易被确认后，攻击者立马卖掉BTG，拿到现金。随后，攻击者在分支B上进行挖矿，由于其控制了51%以上的算力，很快分支B的长度就超过了分支A的长度，分支B就会成为主链，分支A上的交易就会被回滚恢复到上一次的状态。攻击者之前换成现金的那些BTG又回到了自己手里，这些BTG就是交易所的损失。这样，攻击者就凭借50%以上的算力控制，实现了同一笔加密货币的“双花”。

Ⅱ 女巫攻击与双花攻击

女巫攻击 的名字源于1973年由小说《Sybil》改编的同名电影。电影中的女主人公Sybil Dorsett患有分离性身份认同障碍，本身兼有16种人格。

区块链底层是 P2P网络 。网络中各个节点可以随时加入或退出，为了维持网络的有效性，一般一份数据常常需要部署在若干个分布式节点上。如果一个恶意节点伪装有多个身份就存在可获得全部数据的几率，下面我打个比方：

假设神龙造出了七颗龙珠，并且要将它们分别投放到地球的各个角落。于是神龙昭告天下，让每个洲来一个人领取龙珠。此时，精通乔装易容术的我分别假扮出七个不同地域的人来神龙这拿到了龙珠。本来神龙将龙珠放到世界不同的地方基配圆就是为了平衡各地方力量，但是由于我伪造了身份，成功地拿到了全部龙珠，控制了地球。

以上比喻就是女巫攻击的本质体现。

双花攻击是大多区块链加密数字货币都要面对的一种攻击手段。顾名思义，双花攻击就是一笔有效的钱被先后花了两次。

双花攻击的可行性完全是由于区块链的共识机制导致。拿比特币举例，由于比特币的POW共识机制属于最终一致性共识，一笔交易从发布到全网所有节点都达成统一确认需要一定时间，而攻击者就是利用这个时间间隙进行攻击。举个生活中的例子：

假如银行A有两个支行B和C。但是，这个银行的账目系统比较低效，支行B和C每过1个小时才会去主行A那里同步账本。我在主行A中存了100块钱，过了一个小时后支行B和C同步了账本，于是我在B和C中都可以查到我拥有100块钱。之后，我通过支行B用我的账户买了100块钱的好吃的，随即又通过支行C用我的账户卖唯买了100块钱好玩的。由于支行B和C之间做不到账目的随时同步，所以支行C在我去买好玩的时候依然认为我拥搏塌有100块钱。

以上就是双花攻击，并且“双花”永远是一种 流通货币 所要解决的首要问题。

Ⅲ 详解比特币的“51%攻击”

刚接触比特币的时候，都听过“51%攻击”这个概念。简单来说，就是如果某个节点拥有超过全网51%的算力，将能够实现双重支付、撤销交易等操作，让比特币网络崩溃。

那么，这个51%攻击是什么实现的？

假设一个场景，A用10比特币向B购买一样商品，步骤如下：

（1）A支付给B 10BTC；

（2）B收到10BTC确认收款后发货（一般认为6次确认后交易就不可逆转）；

（3）A随即创建另一笔交易，将同样的10BTC支付给自己。

显然，A想要撤销第一笔交易，不用花钱就得到B的商品。为了达到这个目的，A进行了双重支付，将同样的10BTC支付给B和自己。在正常的比特币网络中，一旦第一笔交易经过6次确认后就几乎不可更改，后续的交易数据将继续打包成新的区块依次链接下去。可是，如果A用户拥有51%的算力，情况将会发生有趣的变化，A可以实现双重支付的目的。

具体过程如下：

假设第一笔交易被打包到100号区块，当后面再增加5个区块后，6次即可确认该交易，区块如下图所示：

这时，A又发起了一次给自己10BTC的交易。如果A向全网广播，这笔交易不会被处理（因为找不到要花费的UTXO，10BTC支付给B的事实已经被全网确认了），所以A选择不广播，而是对主链进行“分叉”，生成另外一个100号区块，并在其中打包第二笔交易，如下图：

由此，产生了两条子链。简单描述起见，第一笔交易所在的叫C1，第二笔交易所在的叫C2。其他矿工继续在C1上打包数据，而A则在C2上挖矿，两条链开始赛跑。由于A具有超51%的算力资源，很快，C2的长度就会超过C1，如下图：

这时，按照比特币的最长链优先原则，其他矿工也会自动转到C2上，使C2变成了主链。C1则会被抛弃，之前打包在C1上的所有交易（包括第一笔A支付给B 10BTC的交易），都会变为无效。结果是A不花一分钱就拥有了属于B的商品，这就是“51%攻击”。

当然，要真正实现51%攻击是非常困难的，在比特币网络中几乎是不可能的，因为这需要消耗巨大的成本，跟攻击成功后获取到的收益相比，完全是得不偿失。

51%攻击能带来的收益是非常有限的，只能做到：

1、修改自己的交易记录，如双重支付；

2、阻止确认部分或全部交易。

而下面这些即使是51%攻击也没法做到的：

1、凭空生成比特币；

2、修改每个区块产生的比特币数量。

因此，51%攻击成本巨大，收益却很小，仅能实现“双重支付”而已，所以51%攻击很多时候又被称为“双花攻击”。“双花”是数字货币要解决的第一个核心问题，比特币通过共享账本和工作量证明共识机制比较完美地解决了这个问题。

Ⅳ 区块链鼻祖比特币之8：分叉带来的双花支付、51%攻击与解决办法

分叉

前面讲到了比特币通过区块链+工作量证明的独特设计来解决了时间顺序，但是不能保证在同一时刻有两个节点算出了正确的解，虽然这种可能性很低很低。这就带来了区块的分叉。

虽然说几乎同时有两个节点计算出这一数学问题的可能性微乎其微，但是仍然存在这样的可能性，所以分叉就以为着同一个区块的后面可能会跟上两个不同的区块。

规则的打破一直要到下一个区块被人解开。则会立即转向最长的区块，而那些短的区块则会被抛弃。数学问题使得区块很难被同时拆解。要连续发生多次更是困难。最终区块链会稳定下来。也就是说所有人对最后几个区块顺序达成共识。分叉意味着，譬如，若你的交易出现在较短的支链，它就会失去进入区块链的位置。一般而言，只代表他会回到未确认交易池。然后被纳入到下一个区块。

比特币网络如何解决分叉带来的双花支付

可惜，交易失去区块位置的潜在可能，给了本来定序系统防范的重复支付攻击机会。考虑下面的一个攻击者A，其首先用自己的比特币交换B节点的货物，其立即又支付给自己。然后其通过努力的制造更长的链条来让自己的支付替代掉B节点的支付，从而实现了双重支付，B节点既得不到钱，还失去了货物。

这时交易会退回到未确认池中，因为A节点已经利用参照同样的input交易取而代之。节点就会认为Bob的交易无效。因为已使用掉。

你可能会猜测A节点会预先的计算出一支区块链，然后抓住时机发布到网络。但是每个区块的数学谜题阻挡了这个可能性。如前面所诉，解开区块是猜测出一个随机数的过程。一旦得出答案，解出的哈希值就会成为指纹一样的区块识别。只要区块内容有一丁点变化，下一个区块的参考值就会完全不同。此机制的结果就是无法在区块链中置换区块。在得到前一个区块之前，下位区块无法被解开。前一个区块的指纹也是杂凑函数的引数之一。

同时，该工作量证明机制还解决了在集体投票表决时，谁是大多数的问题。如果决定大多数的方式是基于IP地址的，一IP地址一票，那么如果有人拥有分配大量IP地址的权力，则该机制就被破坏了。而工作量证明机制的本质则是一CPU一票。“大多数”的决定表达为最长的链，因为最长的链包含了最大的工作量。如果大多数的CPU为诚实的节点控制，那么诚实的链条将以最快的速度延长，并超越其他的竞争链条。如果想要对业已出现的区块进行修改，攻击者必须重新完成该区块的工作量外加该区块之后所有区块的工作量，并最终赶上和超越诚实节点的工作量。我们将证明，设想一个较慢的攻击者试图赶上随后的区块，那么其成功概率将呈指数化递减。另一个问题是，硬件的运算速度在高速增长，而节点参与网络的程度则会有所起伏。为了解决这个问题，工作量证明的难度(the proof-of-work difficulty)将采用移动平均目标的方法来确定，即令难度指向令每小时生成区块的速度为某一个预定的平均数。如果区块生成的速度过快，那么难度就会提高。

如果有一台超级电脑，能够在区块解题中获胜？

即便是一台超级电脑，或者时几百上千台电脑也很难赢得解一个区块的胜利，因为竞争对手不是任一台电脑，而是整个比特币网络。你可以用买彩票来比拟。操作千百台电脑，如同买了千百张彩票一样。

51%攻击是指的什么

根据前面的例子，我们知道，要想有50%的概率领先其他人解题得到胜利，就需要掌握全网50%以上的算力。要连续领先他人解出区块，掌握的运算能力还需要高得多。所以区块链中的交易是受到数学竞赛所保护。恶意用户必须和整个网络较量。区块连接建立的结果，使得在支链越前方的交易越安全。恶意的用户必须在更长的时间赢过全网络，来达成重复支付，替换前面的区块链。所以，系统只有支端末尾易受到重复支付攻击。这也是为什么系统建议多等几个区块，才能确认收款成功。

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Ⅳ 双花理论是什么概念

在学习区块链的过程中，大家一定对会听到“双花”这个词，意思就是双重支付，或者更直白点就是一笔资金被花费了两次。这篇文章我们来简单的分析一下为什么会有双花，比特币是如何避免双花的。

在传统的交易中，因为有银行这样的中心化机构，所以是不会存在双花问题的：每一笔支付都将从你的银行账户中扣除相应的资金，所有的明细在银行都有记录。但是在比特币中，因为没有账户的概念，而是引入了UTXO即未花费交易输出。因为没有银行这样的中心化机构的保证，当发生一笔交易时就可能存在着双花的危险：比方说A有一个比特币，然后他同时构造两笔交易T1和T2来花费这1个比特币，其中一个给了B，从B那里买件衣服，一个给了C，从C那里买双鞋。如果不引入某种机制来避免这种情况，那作为数字货币的比特币将没有任何存在的意义。接下来就来分析一下比特币是如何做到防止这种“双花”攻击的。

(1) 正常情况

首先我们来看看正常情况，说白了就是绝大多数时候，区块链的共识机制就能将双花消灭在萌芽状态。我们还是以上面提到的例子来做说明：

假设A构造了两笔交易T1和T2，将自己价值1btc的UTXO分别转给了B和C，妄图同时从B和C那里获得好处。然后A几乎在同一时间将构造好的这两笔交易广播至网络。

假设网络中的矿工节点先收到了交易T1，发现这笔交易的资金来源确实没有被花费过，于是将T1加入到自己的内存交易池中等待打包进区块。

大部分情况下，这个矿工节点会在不久后又收到交易T2，此时因为T2所指向的交易输入与已经加入交易池的T1相同，于是矿工节点会拒绝处理该交易。网络中其他的矿工节点都类似，因此A试图双花的尝试胎死腹中。

(2) 分叉情况

上面说的是正常的情况，但是也有非正常的情况要考虑：假设矿工节点M1和M2几乎在同一时间挖出了区块，并且很不幸M1挖到区块时只收到了交易T1，而M2挖到的区块时只收到了交易T2，这样交易T1和T2被分别打包进两个区块。因为这两个区块是差不多同一时间被挖出，于是造成了区块链的分叉：

网络中某些节点（可能是离M1近的）先收到了M1打包的区块BLK1，于是用该区块延长自己的区块链，而另外一些节点（邻近M2的）则先收到M2打包的区块BLK2，用该区块延长自己的区块链，于是整个区块链网络

Ⅵ 入门科普：什么是双花

想要了解区块链，首先要熟悉区块链相关的各种名词。就比如我们今天讲到的“双花”，可能有人就要问，双花是什么花？哈哈哈，开玩笑，让我们来学习一下什么是“双花”吧。

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“双花”是什么？

双重支付又名“双花”，也就是双重花费的意思。 举个例子：如果我钱包里面有100元，我可以去购买等值的物品。当我去商店后，发现台灯和桌子都是100元，那我只能买其中一样东西。而我们所说的双花问题，正好与之相反，同样的100元，我可以购买两样东西。

在加密货币系统中，由于数据的可复制性，使得系统可能存在同一笔数字资产被重复使用的情况 ，这也称之为双花，又叫双重消费攻击。

02

双花问题是如何发生的？

在区块链系统中，双花问题会在以下情况下出现：

1、由于共识机制导致区块确认时间长，用一个数字货币去进行一次交易，可以在这笔交易还未被确认完成前，进行第二笔交易。

2、 控制算力来实现双花 ，第一次交易被验证通过并被记录入区块后，在该网络中有更高的算力验证出新的更长链条，在该链条中这笔钱被第二次花费，由于第二次花费的区块链条更长使第一次交易区块所在链条为无效链条，这样一来，第一次交易所在的区块链被区块链网络放弃，第一次花费的钱就又回到自己账户了，就导致了双花问题。

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比特币如何避免双花问题？

为了解决双花问题，我们日常的数字资产使用依赖于第三方信任机构进行。这类机构对数据进行中心化管理，并通过实时修改账户余额的方法来防止双重支付的出现。而作为去中心化的点对点价值传输系统， 比特币通过UTXO、时间戳等技术的整合来解决双花问题。

1、首先每笔交易都要先确认对应比特币之前的情况，要检查它是否存在于用户的UTXO中。如果不在，那么该交易会被系统拒绝。

2、如果用户用同一笔UTXO付给两个人，系统中的节点只确认先接收到的那一笔。

3、当两笔时间上很接近的交易被不同节点确认，区块链将发生分叉。剩余节点选择在他们认为的最长链上构建新的区块。

4、当其中一笔交易被6个节点确认后，它将成为系统最长链，可以认为这笔交易获得了最终的确认。

Ⅶ 什么是51%算力攻击

关注比特币的朋友，想必听过51%算力攻击这个词，它到底是什么意思呢，发起这种攻击之后能做哪些“坏事”呢？

 01 

什么是51%算力攻击？

在比特币网络中，采用PoW共识机制来解决如何获得记账权的问题，采用“最长链共识”解决如何记账的问题。

所谓51%的攻击，就是利用比特币网络采用PoW竞争记账权和“最长链共识”的特点，使用算力优势生成一条更长的链“回滚”已经发生的“交易行为”。

51%是指算力占全网算力的51%，比特币网络需要通过哈希碰撞来匹配随机数从而获得记账权，算力衡量的是一台计算机每秒钟能进行哈希碰撞的次数。

算力越高，意味着每秒钟能进行越多次的哈希碰撞，即获得记账权的几率越高。

在理论上，如果掌握了50%以上的算力，就拥有了获得记账权的绝对优势，可以更快地生成区块，也拥有了篡改区块链数据的权利。

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这种攻击能做哪些坏事？

在了解了51%算力攻击之后，你肯定好奇，这种攻击能做哪些坏事。

实际上，当恶意攻击者持有比特币全网占比比较高的算力时，即使尚未达到51%的比例，也可以制造相应的攻击，比较典型的就是双花问题。

假设A拥有51%的算力，在区块高度1127时，A转给B一个比特币的记录被矿工打包。

待交易确认后，A依靠51%的算力优势在区块高度1126后重新生成了一条“更长的链”，并在区块高度1127处又将该BTC转给C且该交易记录被打包，即该链包含了A将一个比特币转给C的记录。

根据“最长链共识”，包含给C转账记录的链成为主链，则A转给B的一个比特币则为“无效支付“。

若掌握了51%的算力，除了可以修改自己的交易记录外，还可以阻止区块确认部分交易，以及阻止部分矿工获得有效的记账权。

但是，拥有51%的算力也不是万能的，无法修改其他人的交易记录，也不能阻止交易的发出，更不能凭空产生BTC。

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实例分析

我们可以用一笔虚拟交易来说明51%算力攻击问题：

1.攻击者拥有私钥privKey0001，私钥拥有对应可花费比特币10000个

2.当前区块的高度是88888

3.攻击者与商户交易了10000个比特币，在商户看到88889区块中包含了此次交易后，坐上飞机驾驶员位置，开走了商户一架飞机。

4.攻击者因为拥有较高算例，从88888区块再次计算区块（此时，排除自己的10000个比特币买飞机的交易），迅速的计算出了88889/88890/88891/88892......区块，其它节点拉取最长链节点的区块，同步了攻击者的含有恶意攻击的区块信息。

5.因为攻击者买飞机的交易没有被区块包含，因此，可以再次到商户那里买上一架飞机开走。

上面这个例子就是典型的51%算力攻击成功后，所产生的双花问题。

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51%算力攻击真的有人做吗？

理论上来说，要执行51%算力攻击，首先需要拥有比网络其他矿工更强的算力。

这意味着要有非常多的挖矿设备，大量挖矿设备本身就会消耗大量的资金。

而且除了设备，还需要大量的电力能源消耗。

由于电价上涨以及能源需求的增加，在过去几年里获得足够的电力来运营矿场变得愈发地困难。

当比特币网络还很小的时候，或许有可能获得足够的电力来运行提供51％算力的设备，但随着时间的推移，比特币网络消耗的电力持续增长，攻击者需要获得大量电力才能成功执行攻击，这种可能性也就越来越小。

发动算力攻击也是为了有利可图，但从经济角度来看，51％算力攻击的成本太高，利润太少，无法产生大量资金，并且会有受到重大损失的风险。

由于所涉及的成本和风险，进行51％攻击确实没有任何意义，而诚实挖矿则有利可图的多。

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在攻击面前的风险规避

虽然51%算力攻击可以撤销交易，但不可以在没有私钥的情况下，控制私钥对应的比特币地址，因此不能无(私钥)中生有交易。

所以对于51%算力攻击，交易支付者不仅不需要过度担心，而且在别人进行51%算力攻击时，你也有可能做一次双花商家。

但是交易接收者可就没有那么好的运气了，因此为了避免被别人51%算力攻击，可以多等几个区块生成后再进行交易。

但是反过来想一下，51%算力攻击是很不值得的一件事情。

攻击是为了利益，既然攻击者持有了这么高的算力，诚实的挖矿带来利益是不是更好?

而且攻击必然打击投资者对比特币系统信心，这对攻击者来说未必是一件好事。

Ⅷ 比特币出现漏洞，手把手带你发起攻击，万一暴富了呢

针对所有的支付系统，有一种攻击方式叫作 双花攻击 。所谓双花攻击就是指一笔资金被花费多次，攻击者先将资金转出，获得收益后通过攻击的手段撤销该笔转账，让资金重新回到攻击者的账户上。那么我们能否对比特币发起双花攻击并从中获利呢？答案是肯定的！下面让我带你一起对比特币系统发起攻击。

在带领大家发起攻击之前，我们需要先了解一下比特币的转账原理，这是我们发起攻击的预备知识。

在比特币系统中，用户想要发起一笔转账，首先要把转账信息组装好，就像填写银行支票一样，写好付款方账户，收款方账户，转账金额，然后使用加密技术对转账信息签名，我们把这种签名好的转账请求叫作交易。交易被比特币系统处理以后，付款方的账户就会被扣除指定金额，收款方的账户就会增加指定金额。

用户的交易会被发送给比特币系统中的节点，节点收到交易后将其放在一个新的区块中，然后对这个区块进行哈希计算，也就是之前文章所说的计算数学题。哪一个节点优先计算出了这个区块的数学题答案，就获得了这个区块的打包权，被这个节点打包进区块的交易就相当于成交了，然后所有的节点会在新区块的基础上开始计算下一个区块的数学题。

知道了比特币的转账原理，下面我们就来看一下比特币的漏洞到底在哪里！

刚才我们说谁先算出答案谁负责打包区块，那如果有两个节点同时做出了同一个区块的答案该怎么办呢？为了解决这个问题，比特币系统设计了一个特殊的机制，叫作最长链原则。

通过上面的描述我们可以看出，比特币的这条链是有可能分叉的，分叉以后会以最长的链为准，那么在较短的分叉上的区块就被废弃了。 这不正为我们攻击比特币系统带来了可能性吗！

你可能已经想到了，既然比特币系统只认最长的那条链，我们是不是可以通过这样的方式对比特币进行双花攻击：

至此，你之前转出的比特币还在你的账户上，并且得到了你想要的东西，所以你的攻击成功了。

对比特币的攻击真的这么简单吗？答案当然是否定的！虽然我们说可以通过上述方法对比特币发起攻击，但是攻击是要付出代价的。

所以，如果你想要创建一个新的分叉，并且超过主链的区块长度，那么你需要比主链上所有节点的计算速度加在一起都要快。要想实现这样的结果，唯一的做法就是你要收买比特币系统中超过51%的节点算力，这就是比特币的51%攻击原理。

想要攻击比特币系统并不是不可能，但是需要付出的代价可能远远超过作恶所获得的收益。在比特币系统中，节点越多，算力越强，攻击比特币系统的成本就越高，比特币系统就越安全。比特币越安全，它的价值就越高，就会吸引更多的节点加入来竞争比特币奖励。更多的节点进一步促进了系统的安全性，这是一个正向循环。

51%攻击不只是针对比特币的，所有采用 工作量证明共识算法 的区块链都面临着这个问题。对于已经日趋成熟的比特币系统来说，攻击比特币确实是不划算的，而且随着系统节点的越来越多，攻击比特币几乎成为了不可能的事情。但是一些新的链，在其刚起步的时候节点和算力还不多，这种攻击确实是真实有效的，并且这种攻击事件时有发生。