فهم الإنفاق المزدوج في شبكات البلوكشين

الانتقال من العملة المادية إلى المعاملات الرقمية أحدث ثورة في طريقة تبادل القيمة. ومع ذلك، فإن هذا التحول أتى بتحدٍ أمني أساسي: ففي العالم الرقمي، من السهل بشكل تافه تكرار البيانات. بدون تدابير حماية مناسبة، يمكن للمهاجمين نظريًا إنفاق نفس الأموال الرقمية عدة مرات، وهو ما يُعرف بمشكلة الإنفاق المزدوج في أنظمة البلوكشين. على مدى عقود، كانت المؤسسات المالية المركزية تحل هذه المشكلة من خلال حفظ السجلات والتحقق منها. لكن شبكات العملات الرقمية، التي تعمل بدون سلطات مركزية، تطلبت نهجًا مختلفًا تمامًا. ولهذا السبب، فإن الاختراق الحقيقي لتقنية البلوكشين لا يكمن فقط في لامركزيتها، بل في آليات الدفاع الذكية ضد مشكلة الإنفاق المزدوج.

ثغرة الإنفاق المزدوج في العملات الرقمية

على عكس الورقة النقدية المادية التي يمكن أن توجد في مكان واحد فقط في وقت معين، فإن العملة الرقمية هي في الأساس بيانات. يمكن للمهاجم نظريًا نسخ ملف رقمي وإنفاقه في أماكن متعددة في نفس الوقت. البنوك التقليدية تمنع ذلك من خلال التحقق المركزي — حيث تمر كل معاملة عبر أنظمتها، التي تحتفظ بسجلات موثوقة لأرصدة الحسابات وتاريخ المعاملات.

أما العملات الرقمية، فهي تعتمد على مبدأ معاكس. بدلاً من الاعتماد على بنك أو حكومة، فهي تعتمد على شبكة موزعة من الحواسيب تسمى العقد (Nodes). تصل هذه العقد إلى توافق حول صحة المعاملات دون أن يكون هناك سلطة مركزية تتخذ القرارات. هذه اللامركزية هي أعظم قوة للبلوكشين، لكنها تخلق أيضًا تحديًا مستمرًا: كيف يمكن للشبكة أن تؤكد أن مبلغًا معينًا لم يُنفق بالفعل في مكان آخر؟

أصبح هذا المشكلة محور اهتمام رئيسي لدى ساتوشي ناكاموتو في ورقة البيتكوين البيضاء عام 2008، بعنوان “بيتكوين: نظام نقد إلكتروني من نظير إلى نظير”. حدد ناكاموتو مشكلة الإنفاق المزدوج كعقبة رئيسية أمام إنشاء نظام دفع موثوق من نظير إلى نظير بدون وسطاء. الحل الذي اقترحه — تقنية البلوكشين — أصبح منذ ذلك الحين أساسًا لمعظم العملات الرقمية الحديثة.

كيف يحاول المهاجمون تنفيذ الإنفاق المزدوج في البلوكشين

فهم طرق الهجوم المختلفة يساعد في توضيح لماذا تعتبر آليات أمان البلوكشين ضرورية. يستخدم المهاجمون عدة تكتيكات:

هجمات 51%: عندما يسيطر كيان واحد على أكثر من نصف القدرة الحاسوبية للشبكة (في أنظمة إثبات العمل) أو على أكثر من نصف العملات المجمعة (في أنظمة إثبات الحصة)، يمكنه إعادة كتابة سجل المعاملات. هذا يعني إعادة ترتيب أو عكس المعاملات المكتملة، مما يسمح بإنفاق نفس العملات عدة مرات. بالنسبة للشبكات الكبرى مثل بيتكوين، السيطرة على 51% ستكلف مليارات الدولارات من المعدات والكهرباء — مما يجعل مثل هذه الهجمات غير عملية اقتصاديًا.

هجمات السباق (Race Attacks): يرسل المهاجم بسرعة معاملات متضاربة إلى أجزاء مختلفة من الشبكة. قد يرسل نفس العملة الرقمية إلى المحفظة أ، ثم يرسلها مرة أخرى بسرعة إلى المحفظة ب قبل أن تستقر الشبكة على المعاملة الصحيحة. هذا يخلق ارتباكًا مؤقتًا حول المعاملة الصحيحة.

هجمات فني (Finney Attacks): سُميت على اسم رائد البيتكوين هال فني، وتتضمن إنشاء كتلة بلوكشين صالحة تحتوي على معاملة، ثم محاولة إرسال نفس العملة الرقمية إلى محفظة مختلفة. يرسل المهاجم بيانات معاملات متضاربة ليشوش على الشبكة حول المعاملة الصحيحة.

إثبات العمل: الدفاع الأصلي ضد الإنفاق المزدوج

يرتكز حل ساتوشي ناكاموتو على آلية إثبات العمل (PoW)، وهي آلية توافق حيث يتنافس المشاركون في الشبكة، المعروفون بالتعدين، لحل ألغاز رياضية معقدة كل 10 دقائق. الفائز يحصل على حق إضافة معاملات جديدة إلى البلوكشين ويتلقى مكافآت من العملة الرقمية.

هذا التنافس يخلق رادعًا قويًا ضد الإنفاق المزدوج. فشن هجوم 51% ناجح على بيتكوين يتطلب السيطرة على أكثر من نصف القدرة الحاسوبية للشبكة. بحلول عام 2025، سيتطلب ذلك استثمار مليارات الدولارات في معدات التعدين وتكاليف الكهرباء — وهو أمر يفوق بكثير أي أرباح محتملة من الاحتيال.

إضافة إلى الحاجز الحسابي، تخلق شبكات إثبات العمل سجلات دائمة وشفافة. كل معاملة تتلقى طابعًا زمنيًا تشفيرياً ومعرف معاملة. والأهم أن معاملات بيتكوين لا تُعتبر نهائية إلا بعد تأكيدها من قبل ست عقد مستقلة على الأقل. أي محاولة للمهاجم لتغيير معاملات سابقة تتطلب إعادة كل العمل الحسابي الذي تتطلبه الكتل اللاحقة — وهو حاجز يتزايد بشكل أسي ضد الاحتيال.

شفافية هذه الشبكات تعني أن أي شخص يمكنه تدقيق سجل المعاملات بالكامل من أول كتلة لبيتكوين في 2009 حتى اليوم. هذه القابلية للتحقق العام تجعل التلاعب واضحًا ومستحيلًا على الإخفاء.

إثبات الحصة: بديل حديث لأمان المعاملات

مع تطور البلوكشين، برز إثبات الحصة (PoS) كآلية توافق بديلة. بدلاً من التنافس عبر القدرة الحاسوبية، يقوم المدققون بتجميد كمية معينة من العملة الرقمية على البلوكشين لكسب حق التحقق من المعاملات.

إيثريوم، التي انتقلت إلى إثبات الحصة في 2022، تتطلب من المدققين إيداع 32 إيثريوم للمشاركة. هذا يخلق حافزًا اقتصاديًا فوريًا ضد السلوك الخاطئ — حيث يخاطر المدققون بفقدان عملاتهم المجمّدة إذا وافقوا على معاملات احتيالية.

معظم شبكات إثبات الحصة تستخدم “الخصم” (Slashing)، وهو عقوبة تلقائية حيث تصادر الشبكة العملات المجمّدة من المدققين الذين يحاولون الإنفاق المزدوج أو ارتكاب أفعال خبيثة أخرى. هذا الآلية المزدوجة — تهديد الخسارة المالية بالإضافة إلى المكافآت للمشاركة النزيهة — تجعل الاحتيال غير اقتصادي.

مثل إثبات العمل، فإن هجوم 51% على إيثريوم يتطلب السيطرة على أكثر من نصف حوالي 33 مليون إيث المجمّدة على الشبكة. مع قيمة هذه العملات بعشرات المليارات من الدولارات، فإن الحصول على مثل هذا الموقع سيكلف المهاجم أكثر مما يمكن أن يربحه.

حالات تاريخية: متى حدث الإنفاق المزدوج فعلاً

على الرغم من أن بيتكوين وإيثريوم لم يتعرضا لهجمات إنفاق مزدوج ناجحة، إلا أن شبكات أصغر أثبتت هشاشتها. توضح هذه الحالات كيف أن الحجم واللامركزية يعززان الأمان:

إيثريوم كلاسيك في 2020: تعرضت شبكة إثريوم كلاسيك (ETC) لعدة هجمات 51%، حيث أنشأ المهاجمون أكثر من 800,000 عملة ETC مزورة بقيمة تقريبية 5.6 مليون دولار. نظرًا لأن ETC لديها عدد أقل بكثير من عقد التعدين مقارنة بإيثريوم، كان من الاقتصادي للمهاجمين السيطرة مؤقتًا على أكثر من 51% من قوة التجزئة للشبكة.

فيرتكوين في 2019: تعرضت العملة المشفرة VTC لهجوم 51% حيث قام القراصنة بتلاعب دفعات المعاملات لإعادة توجيه أنفسهم بمبلغ 100,000 دولار من العملات. مثل ETC، فإن شبكة فيرتكوين الصغيرة جعلت مثل هذه الهجمات أكثر تكلفة من على سلاسل أكبر.

هذه الحوادث تؤكد مبدأً حاسمًا: مع نمو شبكات البلوكشين وزيادة لامركزيتها، يرتفع تكلفة هجوم 51% بشكل أسي، متجاوزًا في النهاية أي مكافأة محتملة.

لماذا تظل الشبكات الكبرى محصنة ضد الإنفاق المزدوج

لقد وصلت شبكات مثل بيتكوين وإيثريوم إلى حجم يجعل هجمات الإنفاق المزدوج غير عملية بشكل أساسي. مزيج من ثلاثة عوامل يخلق حماية شبه كاملة:

الحواجز الاقتصادية: مهاجمة بيتكوين اليوم يتطلب استثمار رأس مال يفوق ما تمتلكه معظم الدول. الأمر نفسه ينطبق على متطلبات إيداع إيثريوم.

التعقيد التقني: كل كتلة مؤكدة تضيف طبقات حسابية يجب على المهاجم تجاوزها. عكس معاملة واحدة في يوم واحد من معاملات بيتكوين سيستهلك كهرباء أكثر من استهلاك العديد من الدول سنويًا.

مرونة الشبكة: مع توسع هذه الشبكات عالميًا وتطور مجتمعات التطوير، يصبح من المستحيل تحقيق المركزية.

لقد تم حل مشكلة الإنفاق المزدوج بشكل أنيق، حيث لم تعد عائقًا لاستخدام النقد الإلكتروني من نظير إلى نظير. بدلاً من الاعتماد على الثقة في سلطة مركزية، تخلق شبكات البلوكشين حوافز اقتصادية وتقنية تجعل الاحتيال غير منطقي للمهاجمين. وهذا يُعد أحد أهم مساهمات العملات الرقمية في أمن التمويل.