Introduction

En un mot, la double dépense consiste à utiliser le même fonds pour deux ou plusieurs transactions. L'avènement du paiement en ligne garantit que les autorités mettent en place des mesures pour éviter que ce problème ne se produise.
L'existence d'intermédiaires dans les systèmes de paiement traditionnels entre l'expéditeur et le destinataire, comme les banques et les sociétés de cartes de crédit, facilite la validation des transactions. Ces tiers de confiance s'assurent que l'expéditeur dispose d'un solde suffisant pour effectuer une transaction, et qu'il n'envoie pas deux ou plusieurs transactions qui ne comptent que pour une seule sur son solde.
L'absence d'intermédiaire dans les crypto-monnaies exige qu'une mesure soit mise en place pour prévenir ce risque qui peut compromettre le système. Le bitcoin est la première monnaie numérique à succès à proposer cette mesure grâce à son mécanisme de preuve de travail.

Le concept de double dépense

Prenons un exemple pour illustrer davantage la double dépense. Si Janet paie 30 dollars en espèces physiques pour une paire de chaussures, elle ne peut plus dépenser le même argent car elle ne l'a plus. Elle l'a donné à l'employé du magasin. Dépenser deux fois, dans son cas, signifie utiliser les mêmes 30 $ en espèces qu'elle a donnés au commis pour acheter un autre article. C'est très peu probable avec de l'argent physique.
Le défi lorsqu'il s'agit d'utiliser des monnaies numériques est de se prémunir contre une telle situation où Janet pourrait potentiellement copier les 30 $ et les dépenser encore et encore. Disons que Janet décide de payer une paire de chaussures en utilisant une monnaie numérique comme le bitcoin. Il faudra un certain temps pour que la transaction soit validée. Si l'employé accepte le paiement avant que la transaction ne soit confirmée, Janet peut décider d'envoyer le même fonds à son portefeuille avec des frais plus élevés.
Le magasin sera victime d'une double dépense si le deuxième virement effectué par Janet est accepté et invalide donc celui envoyé en paiement de la chaussure après son départ éventuel. Accepter une transaction non confirmée est l'une des façons d'être victime d'une double dépense.

Comment éviter la double dépense dans les systèmes de paiement traditionnels

La double dépense est évitée dans les systèmes de paiement traditionnels grâce à ce que l'on appelle les propriétés ACID des bases de données. ACID est l'abréviation de :

1 Atomicité :

Cela implique qu'il n'existe pas de situation dans laquelle le solde d'un utilisateur est inconnu à la suite d'une transaction incomplète. La transaction est soit terminée, soit elle échoue. Dans le cas d'une transaction au point de vente, soit l'opération échoue et affiche un message sur la machine du point de vente, soit elle passe et imprime un reçu.

2 Cohérence :

La cohérence garantit que les transactions se déroulent correctement les unes après les autres et que l'état de votre compte sera valide après une transaction. La cohérence garantit toujours le solde correct après un montant débité sur votre compte.

3 Isolation :

L'isolement signifie que les transactions doivent être traitées l'une après l'autre, même si vous avez de nombreuses transactions qui passent en même temps. Le système doit laisser le compte valide comme si les multiples transactions avaient lieu l'une après l'autre. L'isolement signifie qu'une transaction est traitée séparément des autres activités du système. Une fois que vous avez effectué la transaction, elle laisse votre compte dans l'état correct.

4 Durabilité :

La durabilité est la propriété selon laquelle la base de données doit être indestructible. Il ne devrait donc pas être possible d'altérer les résultats des transactions tant que le système est en mode production. Cela signifie que les bases de données doivent être protégées contre la perte de données, la compromission ou d'autres dangers.

Doublez vos dépenses en crypto-monnaies

La blockchain, qui est la technologie à l'origine des crypto-monnaies, enregistre les transactions dans un grand livre décentralisé et fonctionne par consensus collectif entre les participants. Cette technologie crée un moyen sûr et solide de stocker et d'enregistrer des informations et des transactions numériques. La caractéristique unique de la blockchain est qu'elle implique des dispositifs ou des ordinateurs interconnectés sans serveur central, bien qu'aucun ordinateur unique ne finalise les processus ou les transactions. Ce système permet d'effectuer des contrôles et des équilibres, de valider par recoupement les enregistrements et de s'assurer que personne ne peut à lui seul inverser des transactions pour doubler les dépenses. Se prémunir contre la duplication d'une unité particulière de crypto-monnaie est crucial pour maintenir la confiance et la viabilité du système.

Étant donné que les monnaies numériques fonctionnent sur des codes informatiques, les informations peuvent être relativement faciles à copier et à dupliquer par des personnes peu scrupuleuses possédant les connaissances techniques du réseau.
On parle de double dépense en crypto lorsque le réseau est perturbé et que les fonds sont effectivement volés. L'auteur enverra une copie de la transaction pour la faire paraître authentique ou même supprimer entièrement la transaction pour faire croire qu'elle n'a jamais eu lieu.

Sans mécanismes appropriés pour prévenir un tel problème, l'ensemble de la transaction sera fondamentalement déstabilisé et sapé. Cela signifierait donc qu'il n'y a pas de protocole en place pour garantir que les fonds reçus ne sont pas dépensés ailleurs. Par conséquent, des mécanismes stricts empêchant ce type de comportement sont nécessaires pour qu'une monnaie numérique fonctionne de manière fiable.

Comment éviter la double dépense dans les crypto-monnaies

Le problème de la double dépense dans la blockchain est souvent illustré par l'analogie du "problème des généraux byzantins". Cette analogie met en évidence la difficulté à laquelle sont confrontées de nombreuses parties lorsqu'elles ne se font pas confiance et doivent participer à une entreprise commune qui nécessite une coopération pour réussir. Il explique comment le désaccord se produit dans un système décentralisé.

Dans le problème des généraux byzantins, la victoire est obtenue lorsque tous les généraux mènent une attaque coordonnée avec leurs armées. Cependant, si un général échoue ou attaque un autre général, toute la bataille, comme une blockchain, est mise en péril et finit par être perdue. Cette énigme a donné naissance au principe selon lequel les protocoles des crypto-monnaies doivent inclure la tolérance aux pannes byzantine (BFT).

La tolérance aux pannes dans le cas de la blockchain signifie qu'un réseau doit continuer à fonctionner de manière satisfaisante face à des erreurs, des pannes ou des participants agissant contrairement aux plans désignés. La technologie Blockchain empêche les doubles dépenses grâce à la technologie de partage de fichiers de pair à pair, couplée à la cryptographie à clé publique.

Dans la plupart des blockchains, les transactions sont enregistrées ouvertement et sécurisées en même temps sur des milliers de nœuds dans le monde. Tous les participants sont en mesure de les voir et de vérifier les transactions qui ont déjà été conclues. Le processus de vérification dépend du mécanisme de consensus. Dans le cas de Bitcoin, l'algorithme de consensus, connu sous le nom de Proof of Work (PoW), garantit que les mineurs ne peuvent valider un nouveau bloc de transactions que si tous les nœuds du réseau s'accordent mutuellement sur l'exactitude du hachage du bloc fourni par le mineur.

Attaque doublement dépensière (51% d'attaque)

Malgré les mesures prises dans la blockchain pour empêcher les doubles dépenses, une telle attaque est toujours possible, même si les chances sont faibles. L'une des façons dont les attaques de double dépense peuvent se produire est ce que l'on appelle l'attaque à la majorité ou l'attaque à 51%. Cette attaque se produit lorsqu'une seule personne ou organisation contrôle la majorité du taux de hachage, ce qui peut perturber le réseau. Lorsque cela se produit, le soi-disant "attaquant" acquiert suffisamment de pouvoir minier pour omettre ou modifier intentionnellement l'ordre dans lequel les transactions sont effectuées. Dans le cas d'une attaque à 51 %, l'attaquant peut annuler les transactions effectuées pendant cette période, ce qui entraîne une double dépense. L'attaque contre Bitcoin Gold, un fork de Bitcoin en 2018 et 2020, en est un exemple.

Conclusion

La double dépense signifie utiliser le même fonds deux fois ou plus. Elle a lieu lorsqu'un système de paiement est compromis, permettant de telles transactions douteuses. Les systèmes de paiement traditionnels utilisent les propriétés atomiques, de cohérence, d'isolation et de durabilité des bases de données pour se prémunir contre le double emploi.
La première monnaie numérique à succès, le bitcoin, a pu survivre parce qu'elle intègre également ces propriétés, permettant au réseau d'être digne de confiance. Cependant, les chances d'une attaque majoritaire sont minces car la réalisation de blockchains utilisant le mécanisme de preuve de travail nécessite un coût énorme en termes de puissance de calcul. Dans le cas des blockchains utilisant la preuve d'enjeu, le risque consiste à perdre le dépôt de garantie nécessaire à la validation du réseau.