2008年，中本聰發(fā)表了一篇論文《比特幣：一個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，想通過采用數(shù)字貨幣的方式來解決日常生活中紙幣所帶來的不便。

到今天為止，比特幣已經(jīng)成為家喻戶曉的數(shù)字貨幣，但數(shù)字貨幣與我們現(xiàn)實(shí)世界中的法幣，依然有本質(zhì)的區(qū)別。因?yàn)閿?shù)字貨幣是虛擬的，就導(dǎo)致了很多在法幣中根本不是問題的問題發(fā)生。

今天小K君就給大家講一下，數(shù)字貨幣在誕生過程中存在的主要問題，以及解決的方法。

頭疼的雙花問題

眾所周知，比特幣系統(tǒng)與我們現(xiàn)實(shí)世界的最大區(qū)別在于，它是虛擬的、去中心化的。比特幣作為一個(gè)去中心化的點(diǎn)對點(diǎn)電子現(xiàn)金系統(tǒng)，它既不是實(shí)物，也不存在中心數(shù)據(jù)庫，而是通過代碼形式呈現(xiàn)出來的虛擬資產(chǎn)。

那既然是代碼，是虛擬的，必然就會存在漏洞，而雙花問題就是其中最大的一個(gè)難點(diǎn)，也是數(shù)字貨幣誕生中最令人頭痛的問題。雙花，指的是同樣一筆數(shù)字資產(chǎn)被重復(fù)支付，也被稱為雙重支付。

在法幣世界中，因?yàn)榉◣攀菍?shí)體，一手交錢一手交貨，所以并不存在這個(gè)問題。但在數(shù)字貨幣世界中則不一樣，因?yàn)閿?shù)字貨幣是虛擬的，可以被更改，所以就有了一筆錢花很多次的可能性。

那么雙花問題如何解決呢？下面小K君就給大家講講雙花問題的解決方法。

解決雙花問題的方式：時(shí)間戳

1970年，兩個(gè)密碼朋克成員哈伯和斯托尼塔（Haber and Stornetta）提出了一個(gè)新的概念“時(shí)間戳”，即通過使用時(shí)間戳的方法可以保證數(shù)字文件安全的協(xié)議。

哈伯和斯托尼塔對它的簡單解釋是，用時(shí)間戳的方式來表示文件創(chuàng)建的先后順序。協(xié)議中明確要求文件創(chuàng)建后的時(shí)間戳不能被改動，這就使數(shù)據(jù)及文件的原創(chuàng)性得以保證。

隨著時(shí)間的推移，后來中本聰發(fā)現(xiàn)，時(shí)間戳這種使數(shù)據(jù)不可篡改的特性，在解決雙花問題上有巨大的作用，于是就引進(jìn)到區(qū)塊鏈的用戶模型中，并賦予了區(qū)塊鏈不可篡改、可追溯、高透明的特點(diǎn)，也正是由于這些特點(diǎn)，時(shí)間戳自然而然地成為了區(qū)塊鏈中解決雙花問題的主要方法。

那么區(qū)塊鏈中的時(shí)間戳又怎么理解呢？按照官方的定義，時(shí)間戳（timestamp）指的是一個(gè)能表示一份數(shù)據(jù)在某個(gè)特定時(shí)間之前已經(jīng)存在的、完整的、可驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，通常是一個(gè)字符序列。

簡單來講，時(shí)間戳就是給一個(gè)信息蓋上時(shí)間的“烙印”。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中只要發(fā)生了一件事，經(jīng)過大家確認(rèn)后，就會打上一個(gè)時(shí)間的烙印，最后按照時(shí)間的順序，留下一份記錄，且這個(gè)記錄任何人都無法篡改。

所以，時(shí)間戳的本質(zhì)，就是按時(shí)間順序記錄事件數(shù)據(jù)。那時(shí)間戳的工作原理是什么？它是如何解決雙花問題呢？下面小K君就給大家具體講解一下其中的過程。

時(shí)間戳是如何解決雙花問題的

時(shí)間戳的工作原理是這樣的：

第一、在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)一筆交易產(chǎn)生的時(shí)候，系統(tǒng)會自動生成交易數(shù)據(jù)（包括轉(zhuǎn)出地址、轉(zhuǎn)入地址、交易金額、數(shù)字簽名等）的時(shí)間戳標(biāo)記；

第二、按照時(shí)間戳的標(biāo)記順序，某個(gè)節(jié)點(diǎn)會將這些交易數(shù)據(jù)打包到區(qū)塊之中；

第三、一個(gè)完整的區(qū)塊經(jīng)過整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證后，該節(jié)點(diǎn)會對這個(gè)新產(chǎn)生的區(qū)塊進(jìn)行區(qū)塊的時(shí)間戳標(biāo)記；

第四、標(biāo)記之后，會通過廣播的方式，同步給全網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)手里都有一份這個(gè)區(qū)塊的所有信息，包括時(shí)間戳，這樣就形成了一個(gè)去中心化的分布式時(shí)間戳。

第五、新產(chǎn)生的區(qū)塊會按照時(shí)間戳

所以，我們所談?wù)摰膮^(qū)塊鏈，本質(zhì)上就是一個(gè)在P2P網(wǎng)絡(luò)上通過節(jié)點(diǎn)間的共識算法實(shí)現(xiàn)的分布式時(shí)間戳服務(wù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具備可追溯和不可篡改的特性。

在明白了這一點(diǎn)后，我們再來看看時(shí)間戳是如何解決雙花問題的。

假設(shè)A將1個(gè)BTC同時(shí)轉(zhuǎn)賬給B和C，那兩筆交易中僅有一筆會成功完成。因?yàn)橄到y(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)會根據(jù)時(shí)間戳來選擇記錄先接收到的那筆交易，先被記錄的交易會通過上述的流程打包到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之中。

當(dāng)?shù)谝还P交易完成后，第二筆交易的數(shù)據(jù)在上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的過程中，節(jié)點(diǎn)就會通過時(shí)間戳的順序，追溯到這筆錢在之前已經(jīng)劃過一次，從而判斷后面的這次轉(zhuǎn)賬為異常數(shù)據(jù)，就不會再有一筆數(shù)字資產(chǎn)被花掉兩次或多次的可能了，從而解決了雙花問題。

補(bǔ)充一點(diǎn)，因?yàn)闀r(shí)間戳具備不可纂改、可追溯、透明化等特點(diǎn)，所以除了解決雙花問題之外在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面也有重要作用。

比如你想發(fā)表一篇學(xué)術(shù)論文，在發(fā)表之前想找行業(yè)專家指點(diǎn)一下，但是又擔(dān)心被別人用他的名義偷偷發(fā)表，這個(gè)時(shí)候你就可以先把論文保存在區(qū)塊鏈上，就會被打上時(shí)間戳，生成獨(dú)一無二的哈希值。這樣就可以證明自己的原創(chuàng)版權(quán)，且鏈上每個(gè)節(jié)點(diǎn)記錄的人都可以為你作證。

總的來說，時(shí)間戳就是一個(gè)給信息蓋上時(shí)間的“烙印”的方法，目前，其作為區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一，是解決比特幣雙花問題的重要手段。