Úvod
Než se podíváme na 51% útok, je důležité dobře porozumět těžbě a systémům založeným na blockchainu.
Jednou z hlavních silných stránek bitcoinu a blockchainu je jeho základní technologie decentralizovaná povaha tvorby a její schopnost umožnit komukoli ověřit data. Decentralizace uzlů zajišťuje dodržování pravidel protokolu a shodu všech účastníků na aktuálním stavu blockchainu. To znamená, že většina uzlů musí pravidelně nacházet konsensus ohledně těžby: verze používaného softwaru, platnost transakcí atd.
Algoritmus bitcoinového konsenzu (Proof of Work) zajišťuje, že těžaři mohou ověřit nový blok transakcí pouze v případě, že síťové uzly kolektivně souhlasí s tím, že hash bloku poskytnutý těžařem je přesný (hash bloku dokazuje, že těžař udělal dost práce a našel řešení problému s blokem).
Infrastruktura blockchainu jako velký živý decentralizovaný a distribuovaný systém brání jakémukoli centralizovanému subjektu používat síť pro své vlastní účely. Právě z tohoto důvodu neexistuje v bitcoinové síti jediná autorita.
Těžba (v systémech PoW) vyžaduje obrovské množství elektřiny a výpočetních zdrojů. Výkon těžaře je skutečně založen na množství výpočetního výkonu, který má: hash rate. Existuje mnoho těžebních uzlů umístěných na mnoha místech po celém světě, které soutěží o to, kdo bude další, kdo najde hash, díky kterému bude další blok platný, a tím získá odměnu sestávající z nově vygenerovaných bitcoinů.
V takovém kontextu je hash rate distribuován mezi různé uzly na světě: tato rychlost není řízena jedinou entitou. Alespoň teoreticky.
Co se ale stane, když hash rate již není distribuován tak, jak by měl být? Co by se například stalo, kdyby se subjektu nebo organizaci podařilo získat více než 50 % hash rate? Jedním z možných důsledků je to, čemu říkáme 51% útok neboli většinový útok.
Co je 51% útok?
51% útok je potenciální útok na blockchain, kdy jeden subjekt/organizace získá většinu hash rate sítě, což vede k narušení sítě. V takovém scénáři by měl útočník dostatečný hash rate k vyloučení nebo úpravě transakcí. Mohl také zrušit transakce, které již provedl, a provést tak dvojnásobnou útratu.
Úspěšný většinový útok by útočníkovi také umožnil zabránit ověření všech transakcí (odepření služeb nebo transakcí) nebo zabránit těžařům v účasti na těžbě, což by vedlo k monopolu výpočetního výkonu.
Většinový útok by však útočníkovi neumožnil zrušit transakce ostatních uživatelů nebo zabránit transakcím ve vytváření a distribuci v síti. Za nemožné se považuje i změna blokových odměn, vytváření mincí od nuly nebo krádež mincí, které útočníkovi nepatří.
Jaká je pravděpodobnost 51% útoku?
Protože blockchain je udržován distribuovanou sítí uzlů, všichni účastníci ve skutečnosti spolupracují v procesu dosahování konsenzu. To je důvod, proč je úroveň zabezpečení na blockchainu tak vysoká. Čím větší síť, tím větší ochrana před útoky a poškozením dat.
Pokud jde o blockchainy Proof of Work, čím větší výpočetní výkon má těžař, tím větší je jeho šance na nalezení řešení pro další blok. To je pravda, protože těžba zahrnuje velké množství pokusů o hashování a větší výpočetní výkon znamená více pokusů za sekundu. Několik prvních těžařů se připojilo k bitcoinové síti, aby přispěli k jejímu růstu a bezpečnosti. S růstem ceny bitcoinu jako měny vstoupilo do systému mnoho nových těžařů, aby soutěžili o odměny za bloky (aktuálně nastaveny na 6,25 BTC za blok). Tato neustálá konkurence je jedním z důvodů bezpečnosti bitcoinové sítě. Těžaři nemají žádnou motivaci investovat velké množství zdrojů kromě toho, že budou jednat čestně a pokusit se získat blokovou odměnu.
51% útok na Bitcoin je tedy vzhledem k rozsahu sítě spíše nepravděpodobný. Jakmile je blockchain dostatečně velký, pravděpodobnost, že jeden subjekt nebo organizace získá dostatek výpočetního výkonu, aby rozdrtil všechny ostatní účastníky, je velmi, velmi nízká.
Kromě toho je úprava dříve potvrzených bloků s rostoucím řetězcem stále obtížnější, přičemž všechny bloky jsou propojeny kryptografickými důkazy. Ze stejného důvodu platí, že čím více potvrzení má blok, tím vyšší jsou náklady na úpravu nebo zrušení transakcí. Úspěšný útok by tedy pravděpodobně upravil transakce několika posledních bloků na krátkou dobu.
Abychom to posunuli ještě o krok dále, představme si scénář, ve kterém zákeřná entita není motivována ziskem a rozhodne se zaútočit na bitcoinovou síť pouze proto, aby ji zničila, bez ohledu na cenu. I když se útočníkovi podaří narušit síť, bitcoinový software a protokol by byly rychle upraveny a přizpůsobeny v reakci na tento útok. To by vyžadovalo, aby ostatní uzly v síti dospěly ke konsenzu a přijaly tyto změny, ale v nouzové situaci by k tomu pravděpodobně došlo velmi rychle. Bitcoin je vysoce odolný vůči útokům a je považován za nejbezpečnější a nejdůvěryhodnější dostupnou kryptoměnu.
Přestože je pro útočníka poměrně obtížné získat větší výpočetní výkon než zbytek bitcoinové sítě, u kryptoměn s nižší kapitalizací toho není tak těžké dosáhnout. Ve srovnání s bitcoiny mají altcoiny relativně nízkou hashovací sílu k zabezpečení svého blockchainu, dostatečně nízkou, aby bylo možné 51 % útoků. Pozoruhodné příklady kryptoměn, které se staly obětí většinových útoků, zahrnují Monacoin, Bitcoin Gold a ZenCash.
