Co je 51% útok?

Úvod

Než se ponoříme do 51% útoků, je nutné se blíže podívat na těžbu a systémy založené na blockchainu.

Jednou z hlavních výhod bitcoinu a jeho základní blockchainové technologie je distribuovaná povaha vytváření a ověřování dat. Decentralizovaná práce uzlů zajišťuje dodržování protokolových pravidel a zajišťuje shodu všech účastníků sítě na aktuálním stavu blockchainu. To znamená, že většina uzlů se musí pravidelně dohodnout na procesu těžby, použité verzi softwaru, platnosti transakcí atd.

Bitcoinův konsensus algoritmus (proof-of-work) zajišťuje, že těžaři mohou blok zabezpečit pouze v případě, že síťové uzly jednomyslně souhlasí s tím, že hodnota hash bloku, kterou poskytují, je přesná (tj. hodnota hash bloku dokazuje, že zátěž těžaře je dostatečná a blok hodnota hash je přesná). Teprve když je nalezeno efektivní řešení problému) lze ověřit nový transakční blok.

Infrastruktura blockchainu jako decentralizovaná účetní kniha a distribuovaný systém brání jakékoli centralizované entitě používat síť pro své vlastní účely, a proto v síti bitcoinů neexistuje jediná autorita.

Protože proces těžby (v systémech založených na PoW) zahrnuje investování velkého množství elektřiny a výpočetních zdrojů, závisí výkon těžaře na výpočetním výkonu, který má, což se často nazývá hash power nebo hash rate. Těžebních aktivit se účastní mnoho uzlů a jsou distribuovány na různých místech, tyto uzly spolu soutěží, protože všechny chtějí být dalším uzlem, který najde platnou hodnotu hash bloku a obdrží nově vygenerovanou bitcoinovou odměnu.

Výsledkem je, že těžební síla je distribuována mezi různé uzly po celém světě, což znamená, že hashovací rychlost není držena jedinou entitou. Alespoň by nemělo být.

Ale co se stane, když je hash rate špatně distribuován? Co když má například jeden subjekt nebo organizace přístup k více než 50 % hashovací síly? Jedním z možných důsledků je to, čemu říkáme 51% útok, známý také jako většinový útok.

Co je 51% útok?

51% útok je potenciální útok na blockchainovou síť, ve které je jediná entita nebo organizace schopna kontrolovat většinu hash rate, což může potenciálně narušit síť. V tomto okamžiku bude mít útočník dostatek těžební síly, aby mohl záměrně vyloučit nebo upravit pořadí transakcí. Mohou také zrušit transakce, které byly provedeny bez kontroly sítě, což vede k problému s dvojím utrácením.

Úspěšný většinový útok by také mohl útočníkovi umožnit zabránit potvrzení některých nebo všech transakcí (transaction denial of service) nebo zabránit některým nebo všem ostatním těžařům v těžbě, což vede k takzvanému monopolu na těžbu.

Na druhou stranu většina útoků neumožňuje útočníkovi zvrátit transakce ostatních uživatelů a ani útočníkovi nedovolí zabránit ostatním ve vytváření a vysílání transakcí do sítě. Není také možné měnit odměny za bloky, vytvářet žetony ze vzduchu nebo krást žetony, které útočníkovi nepatří.

Jaká je pravděpodobnost 51% útoku?

Protože blockchain je udržován distribuovanou sítí uzlů, všichni účastníci spolupracují v procesu dosahování konsenzu. To je jeden z důvodů, proč je blockchain obecně bezpečnější. Čím větší je síť, tím větší je její ochrana proti útokům a poškození dat.

A pokud jde o blockchainy proof-of-work, čím vyšší hash rate má těžař, tím větší je šance na nalezení efektivního řešení pro další blok. To je pravda, protože těžba zahrnuje nespočet pokusů o hašování a vyšší výpočetní výkon znamená, že lze provést více pokusů za sekundu. Někteří první těžaři se připojili k bitcoinové síti a přispěli k jejímu růstu a bezpečnosti. Vzhledem k tomu, že cena bitcoinu jako měny stále roste, mnoho nových těžařů vstupuje do systému se záměrem soutěžit o odměny za bloky (aktuálně nastaveny na 12,5 bitcoinů za blok). Existence této soutěže je jedním z důvodů, proč je bitcoin bezpečný. Těžaři by neměli motivaci investovat značné prostředky, pokud by nejednali čestně a neusilovali o získání blokových odměn.

Proto je nepravděpodobné, že by došlo k 51% útoku kvůli větší velikosti bitcoinové sítě. Jakmile se blockchain stane dostatečně velkým, pravděpodobnost, že jednotlivá osoba nebo skupina získá dostatek výpočetního výkonu, aby přemohla všechny ostatní účastníky, rychle klesne na extrémně nízkou úroveň.

Navíc, jak řetězec roste, je stále obtížnější měnit dříve potvrzené bloky, protože všechny jsou propojeny kryptografickými důkazy. Stejně tak platí, že čím více potvrzení má blok, tím vyšší jsou náklady na změnu nebo zrušení transakcí v něm. Úspěšný útok tedy může změnit transakce několika posledních bloků pouze na krátkou dobu.

Dále si představte, že by zákeřná entita zaútočila na bitcoinovou síť, aby nezískala zisk, ale jednoduše ji zničila, bez ohledu na cenu. I když se útočníkovi podaří ohrozit síť, bitcoinový software a protokol se rychle upraví a přizpůsobí v reakci na jejich útok. To vyžaduje konsenzus ostatních síťových uzlů, aby se na těchto změnách dohodly, ale pokud je situace naléhavá, lze proces rychle dokončit. Bitcoin je vysoce odolný vůči útokům a je považován za nejbezpečnější a nejspolehlivější existující kryptoměnu.

Zatímco pro útočníka by bylo poměrně obtížné získat větší výpočetní výkon než zbytek bitcoinové sítě, s menšími kryptoměnami je to mnohem méně náročné. Ve srovnání s bitcoiny mají altcoiny relativně menší hashovací sílu k zabezpečení svých blockchainů. Dostatečně nízká na to, aby skutečně došlo k 51% útoku. Několik slavných příkladů kryptoměn, které byly předmětem většiny útoků, jsou Monacoin, Bitcoin Gold a ZenCash.