雙重支付是指數(shù)字貨幣系統(tǒng)中同一筆錢可能被多次使用的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)體現(xiàn)金世界里，這并非問題——如果你遞給別人一張10美元的鈔票，這張鈔票就不能再用了。但對(duì)于數(shù)字貨幣而言，代幣本質(zhì)上只是數(shù)據(jù)，如果管理不當(dāng)，就可能被復(fù)制或重復(fù)使用。早期的數(shù)字現(xiàn)金實(shí)驗(yàn)就面臨著這個(gè)問題：如何防止用戶復(fù)制數(shù)字代幣并將其花費(fèi)兩次？傳統(tǒng)的中心化數(shù)字支付系統(tǒng)通常使用可信機(jī)構(gòu)（例如銀行）來驗(yàn)證每筆交易并更新賬本余額。然而，比特幣作為一個(gè)去中心化網(wǎng)絡(luò)，不能依賴任何單一機(jī)構(gòu)——它需要以無需信任的方式解決雙重支付問題。

2009年，中本聰發(fā)明比特幣時(shí)，其革命性的成就在于設(shè)計(jì)出一種無需任何中央管理機(jī)構(gòu)即可有效解決雙重支付問題的方案。比特幣的區(qū)塊鏈機(jī)制由礦工和節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，確保一旦比特幣在一次交易中被花費(fèi)并在區(qū)塊鏈上得到確認(rèn)，就無法再次被花費(fèi)。在比特幣運(yùn)行的16年多時(shí)間里（2009-2025年），主網(wǎng)上從未發(fā)生過任何惡意雙重支付事件。比特幣的設(shè)計(jì)使得雙重支付極其困難——截至2025年，憑借其龐大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和安全性，試圖進(jìn)行雙重支付幾乎是不可能的。下文將解釋什么是雙重支付、比特幣如何防止雙重支付、與雙重支付相關(guān)的攻擊類型，以及與此問題相關(guān)的真實(shí)案例（和誤解）。

比特幣如何防止雙重支付？

比特幣通過公開透明的賬本、共識(shí)機(jī)制和工作量證明挖礦來防止雙重支付。比特幣區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)公開賬本，記錄每一筆交易，每個(gè)完整節(jié)點(diǎn)都持有一份副本，并在新區(qū)塊生成時(shí)進(jìn)行更新。這種透明性使得任何人都可以驗(yàn)證某個(gè)比特幣是否已被花費(fèi)，從而通過相互矛盾的記錄來識(shí)別雙重支付行為。

只有當(dāng)交易被包含在礦工認(rèn)可的區(qū)塊中時(shí)，交易才能得到確認(rèn)。例如，如果 Alice 向 Bob 支付 0.1 BTC，她的交易會(huì)進(jìn)入內(nèi)存池，并被礦工選中打包到一個(gè)區(qū)塊中。然后，該礦工會(huì)解決一個(gè)密碼學(xué)難題來驗(yàn)證該區(qū)塊，其他礦工也會(huì)進(jìn)行驗(yàn)證。一旦得到確認(rèn)，Bob 的收款記錄就成為區(qū)塊鏈的一部分。

最長(zhǎng)的有效鏈確立了權(quán)威的歷史記錄，使得攻擊者在沒有比誠(chéng)實(shí)網(wǎng)絡(luò)更強(qiáng)的算力的情況下，幾乎不可能創(chuàng)建替代版本。大約經(jīng)過六次確認(rèn)后，雙花成功的概率幾乎為零。

此外，每筆比特幣交易的歷史都是可追溯的。每筆新交易都會(huì)消耗之前交易中未花費(fèi)的資金。如果檢測(cè)到兩筆沖突的交易，則只接受第一筆有效的交易。這條“先到先得”的規(guī)則，加上礦工添加區(qū)塊所需的電力成本，使得撤銷已確認(rèn)的交易幾乎不可能。總而言之，比特幣的系統(tǒng)確保了雙重支付要么會(huì)被立即發(fā)現(xiàn)，要么需要極其昂貴的攻擊才能篡改賬本。

雙重支出問題詳解

為了闡明雙花問題，我們來看一個(gè)例子。假設(shè)愛麗絲有 1 個(gè)比特幣，她想欺騙雙方，讓雙方都收到同一個(gè)比特幣。她發(fā)送了交易 1：“愛麗絲支付 1 個(gè)比特幣給鮑勃”，同時(shí)準(zhǔn)備了交易 2：“愛麗絲支付 1 個(gè)比特幣給查理”（花費(fèi)的是同一個(gè)比特幣）。她將交易 1 廣播給鮑勃，鮑勃看到它到達(dá)自己的比特幣錢包后，相信自己會(huì)收到 1 個(gè)比特幣（也許此時(shí)鮑勃會(huì)把比特幣交給愛麗絲）。如果鮑勃比較謹(jǐn)慎，他會(huì)等待這筆交易被區(qū)塊確認(rèn)。與此同時(shí)，愛麗絲也廣播了交易 2（可能支付了更高的挖礦費(fèi)用），試圖讓交易 2 而不是交易 1 被確認(rèn)。這就是雙花攻擊——最終只有一筆交易有效，因?yàn)樗鼈兪褂昧讼嗤谋忍貛拧?/p>

正常情況下，礦工會(huì)將其中一筆交易打包進(jìn)區(qū)塊。如果交易 1 先被確認(rèn)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)拒絕交易 2（因?yàn)樗妮斎胍驯换ㄙM(fèi)）。但如果交易 2 意外地在交易 1 之前被區(qū)塊鏈確認(rèn)，那么 Bob 的交易就會(huì)被拒絕。關(guān)鍵在于，這兩筆交易不能同時(shí)存在于賬本中。比特幣的共識(shí)機(jī)制確保只有一條歷史記錄會(huì)勝出。從 Bob 的角度來看，風(fēng)險(xiǎn)在于如果他在交易被安全確認(rèn)之前就接受了 Alice 的付款并交付了貨物，那么狡猾的 Alice 可能會(huì)試圖讓另一筆沖突的交易優(yōu)先生效。

比特幣建議高價(jià)值交易等待多次確認(rèn)。交易被挖出的區(qū)塊越多，安全性就越高。這是因?yàn)楣粽弑仨氈匦掠?jì)算該交易所在區(qū)塊及其后所有區(qū)塊的工作量證明才能篡改交易歷史——隨著區(qū)塊數(shù)量的增加，這項(xiàng)工作的難度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。大約 6 個(gè)區(qū)塊（約 1 小時(shí)）后，比特幣社區(qū)認(rèn)為該筆交易實(shí)際上已不可逆轉(zhuǎn)。

雙花攻擊的類型

多年來，專家們描述了一些理論上可能有人試圖對(duì)加密貨幣進(jìn)行雙花攻擊的方法。比特幣的架構(gòu)使得這些攻擊要么不可行，要么收益極低，尤其是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大之后。盡管如此，了解這些攻擊類型仍然很有用，它突顯了為什么某些預(yù)防措施（例如等待確認(rèn)）是標(biāo)準(zhǔn)做法。以下是主要的雙花攻擊類型以及比特幣如何抵御這些攻擊：

1. 51%攻擊（多數(shù)攻擊）

51%攻擊通常被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)雙花攻擊最暴力的方式：攻擊者控制了超過50%的網(wǎng)絡(luò)算力（計(jì)算能力），并利用這一優(yōu)勢(shì)在區(qū)塊生成方面超越其他礦工。如果攻擊者能夠持續(xù)地以高于網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)的速度挖礦，他們就可以分叉區(qū)塊鏈，使自己的賬本版本成為“最長(zhǎng)鏈”。這樣一來，攻擊者就可以隨意地包含（或排除）交易——例如，他們可以在公共鏈上向Bob花費(fèi)0.1個(gè)比特幣，然后秘密地挖出一條備用鏈，這條鏈上沒有這筆交易，攻擊者則保留了這0.1個(gè)比特幣。一旦他們的秘密鏈更長(zhǎng)，他們就會(huì)發(fā)布這條鏈，節(jié)點(diǎn)就會(huì)切換到這條新的最長(zhǎng)鏈，而Bob的交易則不在其中（從而有效地“雙花”了比特幣）。

實(shí)際上，對(duì)比特幣發(fā)起51% 攻擊極其困難。比特幣的算力（網(wǎng)絡(luò)的總算力）如今已十分龐大，達(dá)到每秒數(shù)百艾哈希（約 10^18 次哈希運(yùn)算）。到 2025 年 10 月，比特幣網(wǎng)絡(luò)的算力已達(dá)到每秒約1 澤哈希（10^21 次哈希運(yùn)算），創(chuàng)歷史新高。要獲得如此巨大的算力控制權(quán)，攻擊者需要擁有或劫持?jǐn)?shù)量空前的挖礦設(shè)備和電力。其成本將是天文數(shù)字，可能高達(dá)數(shù)十億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過雙重支付可能帶來的任何收益。正因如此，至今無人成功對(duì)比特幣發(fā)起 51% 攻擊。此外，比特幣的挖礦社區(qū)分散在眾多獨(dú)立的礦池和礦工之間——即使是最大的礦池通常也只控制著 20-25% 的算力，歷史上當(dāng)某個(gè)礦池的算力接近 51% 時(shí)，為了維護(hù)信任，都會(huì)采取自愿限速措施。

然而，其他一些規(guī)模較小的基于工作量證明（PoW）的加密貨幣也曾遭受過51%攻擊，導(dǎo)致雙重支付。例如，以太坊經(jīng)典（ETC）在2020年遭受了多次51%攻擊，攻擊者重組了區(qū)塊鏈并雙重支付了ETC，從而破壞了人們對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的信任。同樣，比特幣黃金（BTG）（比特幣的一個(gè)分叉幣）在2018年和2020年也遭遇了51%攻擊。這些事件的發(fā)生是因?yàn)檫@些網(wǎng)絡(luò)的算力相對(duì)較低（使其容易受到攻擊），但其價(jià)值巨大，攻擊者可以通過租用或購買足夠的算力來暫時(shí)超越誠(chéng)實(shí)礦工。在2020年8月的一次以太坊經(jīng)典攻擊中，攻擊者成功雙重支付了價(jià)值約500萬美元的ETC。相比之下，比特幣網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大，租用足夠的算力并不現(xiàn)實(shí)——可供租用的比特幣挖礦資源非常有限，而直接購買如此多的機(jī)器和能源成本又極其高昂。

總而言之，51%攻擊雖然在理論上仍是一種針對(duì)比特幣的雙花攻擊方法，但鑒于比特幣的規(guī)模，實(shí)際上并不會(huì)構(gòu)成威脅。對(duì)于規(guī)模較小的加密貨幣來說，這才是更大的隱患。比特幣抵御這種攻擊的關(guān)鍵在于其強(qiáng)大的挖礦能力，以及基于經(jīng)濟(jì)博弈論的原理：礦工通過誠(chéng)實(shí)挖礦獲得的收益遠(yuǎn)大于攻擊網(wǎng)絡(luò)（攻擊很可能會(huì)導(dǎo)致比特幣價(jià)格暴跌，從而大幅降低攻擊者的收益）。

2.競(jìng)速攻擊（0確認(rèn)雙花）

競(jìng)速攻擊是一種雙花攻擊手段，攻擊者迅速向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送兩筆相互沖突的交易，希望其中一筆能到達(dá)受害者手中，而另一筆能先被礦工確認(rèn)。這種攻擊通常針對(duì)快速支付，因?yàn)槭湛钊丝赡芙邮芤还P沒有確認(rèn)的交易。例如，Alice 在 Bob 的商店支付了 0.1 個(gè)比特幣，Bob 在網(wǎng)絡(luò)上看到了這筆未確認(rèn)的交易。與此同時(shí)（或不久之后），Alice 廣播了第二筆交易，將同樣的 0.1 個(gè)比特幣轉(zhuǎn)回給自己（發(fā)送到她控制的另一個(gè)地址），這筆交易的手續(xù)費(fèi)可能更高，以吸引礦工。如果 Bob 在看到未確認(rèn)的交易后立即將商品交給 Alice，他就面臨風(fēng)險(xiǎn)——Alice 的目標(biāo)是讓第二筆交易贏得“競(jìng)速”，并被打包進(jìn)區(qū)塊，而不是第一筆。如果礦工確認(rèn)了 Alice 的自付交易，Bob 的交易就會(huì)失效（雙花），并且永遠(yuǎn)不會(huì)被確認(rèn)。愛麗絲會(huì)帶著鮑勃的貨物離開商店，并且還會(huì)保留她的 0.1 BTC（因?yàn)橹Ц督o鮑勃的款項(xiàng)實(shí)際上從未最終完成）。

競(jìng)態(tài)攻擊場(chǎng)景正是比特幣最佳實(shí)踐建議賣家在進(jìn)行任何重要交易時(shí)等待確認(rèn)的原因。如果沒有確認(rèn)，交易尚未被寫入?yún)^(qū)塊鏈，因此不安全——它只是漂浮在內(nèi)存池中，隨時(shí)可能被替換。比特幣網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)名為“手續(xù)費(fèi)替換”（Replace-By-Fee，簡(jiǎn)稱RBF）的功能，如果啟用，發(fā)送方可以重新廣播一筆手續(xù)費(fèi)更高的交易，從而有效地替換內(nèi)存池中的原始交易。RBF 可以用于提高手續(xù)費(fèi)，但也意味著用戶需要謹(jǐn)慎：如果您接受了一筆啟用了 RBF 的零確認(rèn)比特幣交易，發(fā)送方有可能通過提高雙重支付交易的手續(xù)費(fèi)來覆蓋它。許多錢包軟件正是出于這個(gè)原因，會(huì)將零確認(rèn)交易標(biāo)記為不可信。

Bob可以通過等待至少一個(gè)確認(rèn)（金額越大，等待次數(shù)越多越好）來保護(hù)自己。一旦Alice的付款被打包進(jìn)區(qū)塊，任何沖突的交易都會(huì)被網(wǎng)絡(luò)拒絕，因?yàn)樗妮斎胍驯皇褂?。在?jìng)速攻擊中，速度是攻擊者的武器——他們利用商家的急躁心理。如果商家等到挖礦完成才付款，攻擊者的機(jī)會(huì)窗口就會(huì)關(guān)閉。因此，競(jìng)速攻擊只對(duì)那些在看到付款信息后立即接受付款的機(jī)構(gòu)有效（例如某些快速零售場(chǎng)景或愚蠢地接受零確認(rèn)付款的服務(wù)）。一些項(xiàng)目嘗試為比特幣創(chuàng)建安全的零確認(rèn)方案（例如比特幣現(xiàn)金的即時(shí)交易方案），但在比特幣主網(wǎng)上，最安全的做法仍然是等待確認(rèn)。

3.Finney攻擊

Finney攻擊是一種技術(shù)性更強(qiáng)、更注重時(shí)機(jī)的雙花攻擊，以比特幣早期開發(fā)者Hal Finney的名字命名。在這種攻擊中，攻擊者預(yù)先挖出一個(gè)包含向自己發(fā)送比特幣的交易的區(qū)塊，但不會(huì)立即廣播該區(qū)塊。舉例來說：攻擊者Alice預(yù)先挖出一個(gè)包含0.1 BTC交易的區(qū)塊，該交易從Alice發(fā)送到她自己的第二個(gè)地址。她持有該區(qū)塊但并未廣播?，F(xiàn)在，Alice前往Bob的商店，向Bob支付了0.1 BTC（這是一筆普通的交易，尚未被打包到區(qū)塊中）。Bob看到了這筆交易，可能在一次確認(rèn)后（為了避免明顯的競(jìng)爭(zhēng)條件），他讓Alice拿走了貨物。關(guān)鍵在于：Alice現(xiàn)在迅速廣播了她預(yù)先持有的區(qū)塊。如果她的區(qū)塊有效，并且搶先于其他礦工接受，網(wǎng)絡(luò)就會(huì)將該區(qū)塊視為最長(zhǎng)鏈的一部分。在Alice的區(qū)塊中，0.1 BTC在與Bob的交易之前就已經(jīng)被發(fā)送到了她自己。這意味著當(dāng)網(wǎng)絡(luò)嘗試添加支付給 Bob 的交易時(shí)，會(huì)發(fā)生沖突——這些比特幣已經(jīng)在 Alice 挖出的區(qū)塊中被花費(fèi)（到 Alice 的另一個(gè)地址）。因此，Bob 的交易永遠(yuǎn)無法得到確認(rèn)；它被 Alice 發(fā)布的區(qū)塊作廢。Bob 失去了他以為已經(jīng)收到的 0.1 BTC，而 Alice 的 0.1 BTC 也從未真正離開過她的控制（它被轉(zhuǎn)移到了她在預(yù)挖區(qū)塊中擁有的另一個(gè)地址）。

Finney攻擊如今很難成功，因?yàn)樗枰诔鲆粋€(gè)有效的區(qū)塊，而挖到有效區(qū)塊本身就是一個(gè)概率問題，成本也很高，而且還需要精準(zhǔn)的時(shí)機(jī)把握。它只有在商家接受極少的確認(rèn)（理想情況下是零確認(rèn)）的情況下才能奏效。如果鮑勃等待 6 個(gè)確認(rèn)，愛麗絲就無法對(duì)他發(fā)起Finney攻擊，除非她能秘密挖出 6 個(gè)連續(xù)的區(qū)塊，這實(shí)際上又回到了51% 攻擊的場(chǎng)景。在比特幣早期算力較低、單個(gè) CPU 礦工可能偶然挖到區(qū)塊并試圖進(jìn)行一些隱蔽操作的時(shí)候，F(xiàn)inney攻擊更多的是一種概念上的風(fēng)險(xiǎn)。但在如今擁有專業(yè)礦工和礦池的比特幣網(wǎng)絡(luò)中，普通用戶成功發(fā)起Finney攻擊的概率極低。這在很大程度上是一種理論上的風(fēng)險(xiǎn)，它強(qiáng)調(diào)了同樣的教訓(xùn)：在交易得到充分確認(rèn)之前，不要輕易相信它。

比特幣是否發(fā)生過雙花事件？

關(guān)于“比特幣雙花”的新聞偶爾會(huì)引發(fā)混亂，但比特幣賬本從未被證實(shí)遭受過雙花攻擊。例如，2021年1月22日，BitMEX的工具標(biāo)記了一筆看似21美元的雙花交易。由于擔(dān)心賬本完整性受損，該事件導(dǎo)致比特幣價(jià)格短暫下跌。然而，這實(shí)際上是一個(gè)過時(shí)的區(qū)塊和一筆被替換的交易，并非真正的雙花攻擊。

在這種情況下，一位用戶由于一筆低手續(xù)費(fèi)交易被卡住，廣播了多筆高手續(xù)費(fèi)交易。兩位礦工幾乎同時(shí)將不同版本的交易打包進(jìn)區(qū)塊，導(dǎo)致區(qū)塊鏈出現(xiàn)臨時(shí)分叉。最終，其中一個(gè)區(qū)塊被選中，另一個(gè)區(qū)塊成為孤立區(qū)塊，使得兩次雙花嘗試均無效。共識(shí)規(guī)則確保只有一筆交易能夠被確認(rèn)，這表明沖突的交易并不等同于網(wǎng)絡(luò)故障。

此外，撇開歷史上的誤報(bào)不談，比特幣展現(xiàn)出了抵御雙花攻擊的能力。唯一被記錄在案的問題是2010年8月的“價(jià)值溢出事件”，這是一個(gè)軟件漏洞，很快就被修復(fù)了。相比之下，像比特幣SV這樣的小型網(wǎng)絡(luò)則遭遇過真正的雙花攻擊。

由此可見，比特幣的去中心化和工作量證明機(jī)制能夠有效抵御此類攻擊。到2025年10月，比特幣龐大的市值和強(qiáng)大的挖礦能力使其能夠高度抵御雙重支付攻擊，因?yàn)楣舻某杀緦⑦h(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何潛在收益。礦工更有動(dòng)力誠(chéng)信行事，維護(hù)系統(tǒng)信任。

結(jié)論

比特幣是首個(gè)以去中心化方式解決雙重支付問題的數(shù)字貨幣，成功阻止了真正的雙重支付攻擊。其區(qū)塊鏈采用工作量證明機(jī)制，將每個(gè)區(qū)塊與前一個(gè)區(qū)塊鏈接起來，從而給潛在攻擊者造成了巨大的計(jì)算成本。比特幣的安全性與其強(qiáng)大的算力和去中心化特性密切相關(guān)，使其成為最安全的加密貨幣，其網(wǎng)絡(luò)算力在2025年達(dá)到了歷史新高。

比特幣雖然理論上存在漏洞，但其經(jīng)濟(jì)機(jī)制和博弈論有效地阻止了攻擊。誠(chéng)實(shí)的礦工每年賺取數(shù)十億美元，而攻擊者需要花費(fèi)相當(dāng)?shù)馁Y金才能竊取遠(yuǎn)少于此的比特幣，從而導(dǎo)致比特幣價(jià)格暴跌。用戶可以通過等待交易確認(rèn)來降低雙重支付風(fēng)險(xiǎn)；社區(qū)普遍接受的六次確認(rèn)機(jī)制確保了大多數(shù)使用場(chǎng)景下的安全性。

盡管極端情況可能會(huì)導(dǎo)致區(qū)塊鏈短暫分叉，但比特幣的共識(shí)協(xié)議能夠迅速解決這些問題，從而維護(hù)單一數(shù)據(jù)源。這種韌性使比特幣成為全球值得信賴的價(jià)值轉(zhuǎn)移方式。隨著網(wǎng)絡(luò)安全和社區(qū)警惕性的不斷提高，比特幣很可能繼續(xù)免受雙重支付的威脅，展現(xiàn)出針對(duì)數(shù)字貨幣領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的難題的穩(wěn)健解決方案。

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