在現有的電子支付技術領域中，有一個經典問題: Double Spending。
Double Spending 問題指的是同一筆資金被重複用於支付 2 次以上。先來看看目前中心化電商平台如何解決 Double Spending。
假設一個情境，一筆交易中共有 4 個角色參與其中:
交易過程如下:
在這一過程中，電商平台相當於交易起初凍結了買方的錢，使其在交易完成前無法重複拿這筆錢去發起其他交易，從而解決 Double Spending。
一般的中心化電商平台擔任中介擔保人，但是去中心化的區塊鍊交易由誰來擔保就是另一個問題了。
Bitcoin 系統解決 Double Spending 的 3 要素: UTXO,Timestamp, Fork。
為了解決區塊了的 Double Spending 問題，中本聰為了 bitcoin 引入 UTXO (Unspent Transaction Output) 的概念，直譯成中文為 "未花費的交易輸出"，白話一點講就是 "電子紙鈔"。
一般中心化網銀轉帳的作法就是銀行系統端的 A B 帳戶水位增減，A 匯款給 B 1000 塊做法如下:
Cogga
lock(A); // lock A's wallet
lock(B); // lock B's wallet
// throws exception if A's wallet sufficient not enough
sufficientCheck(A, 1000);
// adjustment
A = A - 1000;
B = B + 1000;
// save A, B wallet
save(A);
save(B);
// unlock A & B
而 UTXO 則更像是傳統的紙鈔。
所有人的錢包餘額在 bitcoin 系統中的錢都是很多個 UTXO ( 一張一張的鈔票 ) 組成。有的 UTXO 面額是 1 BTC，有的是 0.5 BTC。這些不同面額的 UTXO 都是由之前的交易轉帳過來的，也有可能是挖礦獎勵所得。
每一個 UTXO 都是不可分割的 (沒人會把 100 塊紙鈔斯各一半說成是 2 張 50 塊)，錢包所擁有的這些 "一張一張" 的 UTXO 面額加總起來就是該錢包的餘額。
一個用戶的所有 UTXO ( "紙鈔" )，都分散在不同的 block 中，有的 block 可能會記錄一個用戶的多個 UTXO。
在 bitcoin 系統中，A 要轉帳 1.5 BTC 給 B，過程如下:
[0.1, 0.7, 0.9] 這三個。當一個礦工收到 A 創建的這筆交易時，會做 3 個檢查:
在 UTXO 資料庫中查找是不是真的有 [0.1, 0.7, 0.9] 這三個 UTXO
找到後繼續檢查其擁有者 ( 這三個 UTXO 被生成時的收款人) 是不是 A，這是通過檢查發送方提供的數字簽名來完成的。
驗證這三個 UTXO 是否尚未被花費（未被用作其他交易的輸入）
如果通過了該檢查後，該礦工便會廣播發出確認訊息，一定量的礦工確認完成後，該筆紀錄將被記錄在鏈。如果未通過檢查則直接忽略。
在第一個章節: BitCoin blockchain 的 block 裡面長怎樣？ 提到區塊頭部有一個 Timestamp，它是由 Bitcoin 系統中的時間戳伺服器產生的。
使用 Timestamp 伺服器為每一筆交易賦予一個全平台統一的打包時間。這個時間並不是現實世界中的時間，而是以 BTC 網路誕生時開始計時的時間。當然，這個時間來源並不是某個礦工，或者交易方的個人設備的時間。
關於 Timestamp Server，首先交易本身的实际发生时间是不被记录的，另外区块的时间戳其实也只是记录区块创建的大概时间，也不能作为判断交易先后顺序的依据。比特币上的所谓的时间戳服务器，其实就是它的整个 POW 系统，因为这个系统可以保证系统上每十分钟就创建一个区块。同时系统会未每一个区块计算出哈希，每个区块中都保存着之前区块的哈希，有了这些哈希作为定位符，区块链就是一条单向的先后顺序明确的链条了。每个区块自然也就有了明确的先后顺序，同时也就是意味着里面包含的交易也都有了明确的交易顺序，这就是比特币时间戳服务器的基本原理。 引用文章-- 比特币的时间戳服务器 -- Binfo
在整個區塊鏈中，所有區塊的時間戳是有序的，前一個區塊時間戳記必定小於後一個。而且每一個區塊頭部都會記錄前一個區塊的 Hash，如果某礦工惡意修改一個區塊的時間戳記，或者想在兩個區塊間插入一個作假區塊，那再對其進行 Hash 驗證時就會被發現。
Timestamp 在解決 Double Spending 問題時的起到的作用是如果一個 UTXO 被用於支付 2 次，礦工只會選擇認時間戳記較小的 ( 先發生 ) 那一個。
如果一個用戶在短時間內用一個 UTXO 進行 2 次支付，那該 UTXO 的記帳處理有可能會分別由 2 個礦工執行。由於記帳時礦工們不會馬上知道另一筆交易的存在，於是便會分裂成 2 個不同子鏈:
不同礦工會根據廣播傳遞順序先後不同，各自選擇在其中一個分支上鏈上記帳，隨時間推移，兩個鏈的長度就會有差異，當 Follow 較短那條鏈的礦工們發現另一邊的鏈更長時，會選擇直接把更長的鏈複製過來，改 Follow 更長的那一條鏈。
(礦工們會優先 Follow 更長的 子鏈 1)
這樣一來，當初造成分支的那一個 UTXO 最終去向則是由更長的那一條鏈說了算。
以上的分支只是臨時分支。最終會還是合併成一個唯一鏈。還有一種分支叫做 soft fork (軟分支)。就是當 bitcoin 系統進行版本升級時，由於部分的礦工已升級，另一些還沒來的及升，導致礦工版本不一樣從而產生分歧。老版本礦工不接納新版本礦工產生的區塊，從而產生新老兩個分支，這種分支被稱作 soft fork (軟分支)。當所有節點都升級成新版後，最終新老分支也會合併成一個分支。
還有一種永遠不會合併的分支，叫做 hard fork (硬分支)。當礦工們意見出現分歧時產生 2 條鏈，並且 Follow 不同鏈的礦工們互相不承認對方，無法得到共識，就會形成無法合併的硬分支。這種硬分支發生後基本上就相當於一個時間軸分裂出 2 個平行宇宙。相對應的也就會變成 2 種虛擬貨幣。
硬分支舉例: 在 2016 發生重擊乙太訪與幣圈的 The DAO 事件，與其衍生分支貨幣 ETC (乙太經典) 的相關文章與影片:
Youtube Video: Soft Fork vs Hard Fork in Crypto (ETH Classic, Litecoin, BTC Cash...) --
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