الإنفاق المزدوج في البلوكشين: لماذا يحتاج اللامركزية إلى الإجماع

التحدي الأمني الذي كاد أن ينهار العملة المشفرة يحمل اسمًا بسيطًا بشكل مدهش: الإنفاق المزدوج. في العصر الرقمي، حيث يمكن نسخ البيانات بلا حدود، فإن القدرة على إنفاق نفس الأصل مرتين تمثل تهديدًا وجوديًا لأي نظام دفع يفتقر إلى إشراف مركزي. على عكس النقود المادية — التي لا يمكن استخدامها مرتين في الوقت ذاته — فإن الأصول الرقمية موجودة كرمز، مما يجعلها عرضة للتكرار وإعادة الاستخدام إذا لم تكن هناك تدابير وقائية مناسبة.

فهم ثغرة الإنفاق المزدوج

قبل ظهور العملات المشفرة، كانت المؤسسات المركزية مثل البنوك تدير هذه المشكلة من خلال أنظمة السجلات. كانت كل معاملة تمر عبر خوادمها، حيث يسجلون من يملك ماذا ويمنعون أي شخص من تجاوز رصيده. كان البنك بمثابة الحكم، يقضي على الغموض.

شبكات البلوكشين تواجه تحديًا مختلفًا جوهريًا. بدون سلطة مركزية، كيف تصل آلاف الحواسيب المستقلة إلى توافق حول المعاملات الشرعية؟ والأهم من ذلك، كيف يمنعون إرسال نفس العملة إلى عدة مستلمين قبل أن يدرك أحد أنهم قد أنفقوها؟

تحدث مشكلة الإنفاق المزدوج عندما يتم بث وحدة واحدة من العملة المشفرة في معاملات متضاربة عبر الشبكة. قد يرسل فاعل خبيث نفس الرمز إلى Wallet A، ثم يرسله فورًا إلى Wallet B — محاولًا خلق انطباع زائف بأنه يملك قيمة أكبر مما هو عليه في الواقع.

تصبح هذه الثغرة أكثر حدة بشكل خاص على سلاسل الكتل الصغيرة أو الأحدث حيث لا تزال أمان الشبكة قيد التأسيس. في ورقة البيتكوين البيضاء، التي كتبها ساتوشي ناكاموتو المستعار في 2008، تم تحديد الإنفاق المزدوج صراحة كعقبة تقنية رئيسية لبناء أنظمة دفع نظيرة موثوقة. حلاً ناكاموتو — تكنولوجيا البلوكشين مع آليات التوافق — غيرت بشكل أساسي كيفية عمل العملات الرقمية بدون وسطاء.

كيف يضمن إثبات العمل الحماية من الإنفاق المزدوج

يمنع البيتكوين والعملات المشفرة المشابهة المعتمدة على إثبات العمل الإنفاق المزدوج من خلال العمل الحسابي. يتنافس المعدنون على حل ألغاز رياضية معقدة، ويكسبون حق إضافة كتل معاملات جديدة إلى السلسلة. تُسمى هذه العملية إثبات العمل، وتجعل التلاعب غير اقتصادي منطقي.

فكر في الرياضيات: يعالج شبكة البيتكوين بشكل جماعي تريليونات من عمليات الهاش الحسابية يوميًا. لتنفيذ هجوم بنسبة 51% — حيث يسيطر المهاجم على غالبية قوة الهاش للشبكة — سيتطلب شراء معدات وكهرباء تكفي لمنافسة نظام التعدين بأكمله. بالنسبة للبيتكوين تحديدًا، سيكلف ذلك عشرات المليارات من الدولارات، مما يجعل الجهد غير اقتصادي مقارنة بالأرباح المحتملة.

بالإضافة إلى ذلك، تحافظ سلاسل إثبات العمل على سجلات معاملات غير قابلة للتغيير. كل معاملة تتلقى معرفًا فريدًا ووقتًا. يتطلب البيتكوين ست تأكيدات على الشبكة قبل اعتبار المعاملة نهائية — أي يجب إضافة ستة كتل منفصلة بعد كتلك قبل أن تعتبر معاملتك غير قابلة للعكس. تجعل هذه الزيادة من إعادة كتابة التاريخ أكثر صعوبة بشكل أسي مع كل كتلة تمر.

شفافية سلاسل إثبات العمل تخلق طبقة أخرى من الأمان: يمكن لأي مشارك في الشبكة تدقيق سجل المعاملات بالكامل حتى الكتلة الأصلية. إذا حاول شخص ما إنشاء كتل احتيالية أو إعادة كتابة معاملات سابقة، فإن الاختلاف يصبح قابلاً للكشف على الفور.

بديل إثبات الحصة لمنع الإنفاق المزدوج

شبكات إثبات الحصة مثل إيثيريوم تستخدم آلية مختلفة: الحافز الاقتصادي من خلال الرهان. بدلاً من القوة الحسابية، يجب على المدققين قفل كميات كبيرة من العملة المشفرة لكسب حق التحقق من المعاملات.

على سبيل المثال، يتعين على مدققي إيثيريوم الالتزام بـ 32 ETH للمشاركة. يخلق هذا ديناميكية “الجلد في اللعبة” — حيث يكون لدى المدققين تعرض مالي مباشر لسلوكهم الصادق. إذا شهد المدققون معاملات احتيالية أو شاركوا في الإنفاق المزدوج، فإن آلية التدمير التلقائية (الخصم) تدمّر أصولهم المرهونة.

الرياضيات هنا أيضًا مقنعة: لدى إيثيريوم أكثر من 20 مليار دولار من ETH المرهونة على الشبكة. سيحتاج المهاجم الذي يسيطر على 51% إلى تجميع مليارات من الأصول الرقمية فقط ليحصل على أغلبية الشبكة. وإذا نجح، فسيخسر تلك الأموال على الفور بسبب عقوبات التدمير. يصبح حساب المخاطر والمكافأة غير ملائم بشكل عميق.

كما تحقق شبكات إثبات الحصة النهائي بسرعة أكبر من أنظمة إثبات العمل. بدلاً من الانتظار لإضافة عدة كتل، يمكن لمُحققّي إثبات الحصة تأكيد نهائية المعاملات بشكل تشفيري خلال ثوانٍ أو دقائق، مما يقلل من نافذة الهجمات المحتملة.

هجمات الإنفاق المزدوج في العالم الحقيقي: عندما تفشل الأمان

على الرغم من أن البيتكوين وإيثيريوم لم يتعرضا أبدًا لهجمات إنفاق مزدوج ناجحة، فإن الشبكات الأصغر تظهر الثغرة بوضوح.

واجهت إيثيريوم كلاسيك عدة هجمات بنسبة 51% في 2020. خرجت ETC من انقسام مثير للجدل في 2016 عندما اختلف مجتمع إيثيريوم حول عكس آثار اختراق DAO. استعاد السلسلة الجديدة من إيثيريوم الأموال المخترقة؛ أما إيثيريوم كلاسيك فلم تفعل، مما جذب مجتمعًا أصغر لكنه مبدئي. ومع ذلك، قلّ عدد المدققين، مما أدى إلى انخفاض تكاليف الأمان. استغل المهاجمون الفرصة، وسيطروا مؤقتًا على أغلبية الشبكة وأنشأوا أكثر من 800,000 رمز ETC مزيف بقيمة تقارب 5.6 مليون دولار.

شهدت Vertcoin، وهي عملة مشفرة أصغر تعتمد على إثبات العمل، هجمات مماثلة في 2019. استولى القراصنة على 51% من السيطرة وقاموا بتلاعب بيانات المعاملات لمكافأة أنفسهم بـ 100,000 VTC. توضح هذه الحوادث نمطًا حاسمًا: هجمات الإنفاق المزدوج تستهدف سلاسل الكتل ذات الميزانيات الأمنية التراكمية المنخفضة.

لماذا تظل سلاسل الكتل الكبيرة آمنة

العلاقة بين حجم البلوكشين ومرونة الأمان تفسر لماذا تقاوم البيتكوين وإيثيريوم هذه الهجمات. مع نمو الشبكات، تتصاعد متطلبات الأمان للهجمات بشكل غير خطي.

تستفيد الشبكات الكبيرة من تأثيرات الشبكة: المزيد من المعدنين/المدققين يعني متطلبات أعلى لقوة الهاش في شبكات إثبات العمل أو رؤوس أموال أكبر لشبكات إثبات الحصة. تصبح اللامركزية ذاتها ميزة أمنية — لا يمكن لكيان واحد أن يسيطر بشكل أحادي على كمية كافية من الشبكة لتنفيذ هجمات.

علاوة على ذلك، تجذب العملات الرقمية الراسخة موارد تطوير مستمرة، وأبحاث أمنية، وتدقيق مجتمعي لا يمكن للمشاريع الصغيرة مطابقتها. هذا يخلق دفاعات قوية ضد التهديدات الجديدة.

تطور أمان البلوكشين

دفعت مشكلة الإنفاق المزدوج بنية البلوكشين الأساسية. ظهرت آليات التوافق، والسجلات غير القابلة للتغيير، والتحقق اللامركزي كحلول لهذا التحدي الفريد. تمثل شبكات العملات الرقمية اليوم استجابات محسنة لملاحظة ناكاموتو في 2008 أن أنظمة الدفع نظيرة تتطلب ابتكارًا تكنولوجيًا لمنع الإنفاق المزدوج دون الاعتماد على وسطاء موثوقين.

مع تسارع اعتماد البلوكشين، يصبح هذا المبدأ الأمني الأساسي أكثر أهمية، وليس أقل. سواء من خلال حواجز إثبات العمل الحسابية أو الحوافز الاقتصادية لإثبات الحصة، يظل المبدأ: آليات التوافق تحول ثغرة الإنفاق المزدوج في البلوكشين إلى ميزة تعزز سلامة الشبكة.