قبل الغوص في هجوم 51%، من المهم أن يكون لديك فهم جيد لأنظمة التعدين والأنظمة القائمة على blockchain.
إحدى نقاط القوة الرئيسية للبيتكوين وتقنية blockchain الأساسية الخاصة بها هي الطبيعة الموزعة لبناء البيانات والتحقق منها. يضمن العمل اللامركزي للعقد اتباع قواعد البروتوكول وأن جميع المشاركين في الشبكة يوافقون على الوضع الحالي لـ blockchain. وهذا يعني أن غالبية العقد يجب أن تتوصل إلى إجماع منتظم فيما يتعلق بعملية التعدين، وإصدار البرنامج المستخدم، وصحة المعاملات، وما إلى ذلك.
خوارزمية التوافق في بيتكوين (إثبات العمل) هي ما يضمن ألا يتمكن المعدّنون من التحقق من صحة كتلة جديدة من المعاملات إلا إذا اتفقت عقد الشبكة جماعيًا على أن تجزئة الكتلة التي قدمها المُعدِّن صحيحة (أي إن تجزئة الكتلة تثبت أن المُعدِّن قد بذل ما يكفي من العمل وعثر على حل صالح لمسألة تلك الكتلة).
تمنع البنية التحتية للبلوكتشين، بوصفها سجلًا موزعًا ولا مركزيًا، أي كيان مركزي من الاستحواذ على الشبكة لتحقيق أغراضه الخاصة؛ لذلك لا توجد سلطة واحدة في شبكة بيتكوين.
بما أن عملية التعدين (في الأنظمة القائمة على إثبات العمل PoW) تتطلب استثمار كميات هائلة من الكهرباء والموارد الحاسوبية، فإن أداء المُعدِّن يعتمد على مقدار القدرة الحاسوبية التي يمتلكها، ويُشار إلى ذلك عمومًا بقدرة التجزئة أو معدل التجزئة. توجد عقد تعدين كثيرة في مواقع مختلفة، وهي تتنافس لتكون أول من يعثر على تجزئة صالحة للكتلة التالية ويحصل على مكافأة بعملة بيتكوين المولدة حديثًا.
في هذا السياق، تتوزع القدرة التعدينية على عقد مختلفة حول العالم، ما يعني أن معدل التجزئة ليس في يد كيان واحد. أو على الأقل، ليس من المفترض أن يكون كذلك.
لكن ماذا يحدث عندما لا يعود معدل التجزئة موزعًا على نحو جيد بما يكفي؟ ماذا لو استطاع كيان أو منظمة واحدة، على سبيل المثال، الحصول على أكثر من 50% من قدرة التجزئة؟ إحدى النتائج المحتملة لذلك هي ما يُعرف باسم هجوم 51%، ويُسمى أيضًا هجوم الأغلبية.
ما هو هجوم 51%؟
هجوم 51% هو هجوم محتمل على بيتكوين (أو شبكة بلوكتشين أخرى)، حيث يستطيع كيان أو منظمة واحدة التحكم في معظم معدل التجزئة، ما قد يتسبب في تعطيل الشبكة. بعبارة أخرى، سيمتلك المهاجم في هجوم 51% قدرة تعدين كافية لاستبعاد المعاملات عمدًا أو تغيير ترتيبها.
سيسمح مثل هذا الهجوم للكيان الخبيث بمحاولة عكس المعاملات التي أجراها أثناء سيطرته، ما قد يؤدي إلى مشكلة الإنفاق المزدوج. كما أن نجاح هجوم الأغلبية سيمكّن المهاجم من منع تأكيد بعض المعاملات أو كلها (ويُعرف ذلك أيضًا بحجب الخدمة على مستوى المعاملات)، أو منع بعض المعدّنين الآخرين أو جميعهم من التعدين، ما يؤدي إلى ما يُسمى احتكار التعدين.
من ناحية أخرى، لن يتيح هجوم الأغلبية للمهاجم عكس معاملات الآخرين أو منع بث المعاملات إلى الشبكة. كما أن تغيير مكافأة الكتلة، أو إنشاء عملات من العدم، أو سرقة عملات لم تكن مملوكة للمهاجم قط، كلها سيناريوهات مستبعدة للغاية.
ما مدى احتمال وقوع هجوم 51%؟
بما أن شبكة البلوكتشين تُدار بواسطة شبكة موزعة من العقد، يتعاون جميع المشاركين في عملية التوصل إلى توافق في الآراء. وهذا أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل شبكات البلوكتشين آمنة عادةً. وتتمتع الشبكات الأكبر حجمًا بحماية أكبر من الهجمات وفساد البيانات.
في سلاسل الكتل القائمة على إثبات العمل، كلما ارتفع معدل تجزئة المُعدِّن، زادت فرصه في العثور على حل صالح للكتلة التالية. ويصح ذلك لأن التعدين يتطلب إجراء عدد هائل من محاولات التجزئة، وتعني القدرة الحاسوبية الأكبر إجراء اختبارات أكثر في الثانية. انضم كثير من المعدّنين الأوائل إلى شبكة بيتكوين للمساهمة في نمو الشبكة وأمنها. ومع ارتفاع سعر بيتكوين بوصفها عملة، انضم عدد كبير من المعدّنين الجدد إلى الشبكة بهدف التنافس على مكافآت الكتل (المحددة حاليًا بـ 12.5 BTC لكل كتلة). ويُعد هذا التنافس الشديد أحد أسباب أمان شبكة بيتكوين. فلا مبرر للمعدّنين لاستثمار كميات كبيرة من الموارد إلا إذا كانوا سيتصرفون بأمانة ويسعون للحصول على المكافأة الإجمالية.
لذلك، فإن وقوع هجوم 51% على بيتكوين مستبعد إلى حد كبير بسبب ضخامة الشبكة. فكلما كبرت سلسلة الكتل بما يكفي، ازدادت سريعًا إلى مستويات يستحيل بلوغها إمكانية حصول شخص أو مجموعة واحدة على قدرة حاسوبية كافية للتغلب على سائر المشاركين.
إضافة إلى ذلك، يصبح تغيير الكتل التي سبق تأكيدها أصعب بمرور الوقت مع نمو السلسلة، لأن جميع الكتل مترابطة من خلال أدلة تشفيرية. وللسبب نفسه، كلما زاد عدد التأكيدات التي حظيت بها كتلة، ارتفعت تكلفة تغيير المعاملات في تلك الكتلة أو عكسها. لذلك، من المرجح ألا يتمكن هجوم ناجح إلا من تغيير معاملات بضع كتل حديثة، ولفترة قصيرة.
لنتعمق أكثر، ولننظر في سيناريو لا تحفز فيه الأرباح كيانًا خبيثًا، فيقرر مهاجمة شبكة بيتكوين لمجرد تدميرها، مهما بلغت التكلفة. وحتى إذا نجح المهاجم في تعطيل الشبكة، فسيتم تعديل برنامج بيتكوين وبروتوكوله والتكيف بسرعة استجابةً لذلك الهجوم. وسيتطلب هذا توصل العقد الأخرى في الشبكة إلى توافق في الآراء وموافقتها على هذه التغييرات، لكن من المرجح أن يحدث ذلك بسرعة كبيرة أثناء حالة طوارئ. بيتكوين شديدة المقاومة للهجمات، وتُعد أكثر العملات المشفرة أمانًا وموثوقية في الوجود.
على الرغم من صعوبة حصول المهاجم على قدرة حاسوبية تفوق قدرة بقية شبكة بيتكوين، فإن تحقيق ذلك ليس صعبًا بالقدر نفسه في العملات المشفرة الأصغر. فمقارنةً ببيتكوين، تمتلك العملات البديلة قدرًا أقل نسبيًا من قدرة التجزئة التي تحمي سلسلة كتلها. وهذا القدر منخفض بما يكفي لجعل وقوع هجمات 51% ممكنًا بالفعل. ومن الأمثلة البارزة على العملات المشفرة التي وقعت ضحية لهجمات الأغلبية: Monacoin وBitcoin Gold وZenCash.