Autor: Hacken Překladač: Cointime.com QDD

Co je 51% útok?

51% útok označuje útok, při kterém subjekt ovládá více než polovinu (51 %) vlastního kapitálu nebo výpočetního výkonu v blockchainové síti. Tato nepřiměřená kontrola umožňuje útočníkům implementovat významné změny, které porušují principy decentralizace blockchainu. Jinými slovy, 51% útok umožňuje útočníkovi přepsat historii transakcí, zabránit dokončení transakcí, zastavit odměny pro validátory a provést dvojnásobné výdaje.

Je třeba poznamenat, že 51 % útoků je jednou z nejdůležitějších hrozeb pro bezpečnost blockchainu, zejména pro ty, kteří používají konsensuální algoritmy Proof-of-Work a Delegated Proof-of-Stake. Znepokojivým důsledkem tohoto útoku je dvojí utrácení, kdy se stejná digitální měna utrácí vícekrát, což ohrožuje důvěru a spolehlivost blockchainu.

Jak funguje 51% útok?

Když se ponoříme hlouběji do mechaniky 51% útoku, pojďme si projít kroky, které útočník následuje, aby získal a využil kontrolu nad blockchainovou sítí. Zatímco specifika útoku se mohou lišit v závislosti na řadě faktorů, zde je zjednodušená verze toho, jak vypadá typický útok:

1. Akumulační výkon: Prvním krokem je, aby útočník nashromáždil více než polovinu (51 %) výpočetního nebo hashovacího výkonu sítě. Toho lze dosáhnout získáním velkého množství hardwarových prostředků nebo přesvědčením velkého počtu těžařů, aby se připojili k těžebnímu fondu ovládanému útočníkem.

2. Oddíl: Útočník nyní ovládá většinu síťového hashovacího výkonu, čímž účinně odděluje jejich skupinu od hlavní sítě, ale stále udržuje interní komunikaci. Navzdory tomuto oddělení hackerská skupina pokračovala v těžebních operacích, ale nesdílela pokrok ani nepřijímala aktualizace s hlavní sítí. V důsledku toho se dvě paralelní verze blockchainu začaly vyvíjet nezávisle na sobě.

3. Rychlá těžba: Díky své vynikající hashovací síle je skupina útočníka schopna přidávat bloky do své verze blockchainu rychleji než zbytek sítě. Postupem času se rozdíl v délce mezi dvěma verzemi řetězce stává statisticky úměrným rozdílu v hashovací síle mezi těmito dvěma skupinami.

4. Reintegrace a nadvláda: Jakmile se hackerská skupina znovu připojí k síti, dvě konkurenční verze blockchainu se rozšíří po síti. Podle pravidel konsenzuálního protokolu si uzly ponechávají nejdelší blockchain a kratší blockchainy jsou vyřazeny. To znamená, že všechny bloky přidané hlavní sítí během rozdělení jsou osiřelé a jejich transakce jsou uvolněny zpět do mempoolu.

5. Potenciální hrozby: Úspěšný 51% útok může spustit řadu hrozeb, které vážně ovlivní blockchainovou síť a její účastníky. Tyto hrozby sahají od finančních podvodů, jako je dvojí útrata, až po úplné útoky typu odmítnutí služby, které paralyzují funkčnost sítě.

Vysoká cena 51% útoku

Stojí za zmínku, že 51% útok není snadný a vyžaduje spoustu zdrojů a času. Díky této obrovské finanční a technické zátěži je pro drtivou většinu lidí nedostupný.

Hlavní část nákladů spočívá v potřebném těžebním zařízení. Kontrola více než poloviny hashovací síly sítě vyžaduje obrovské množství vysoce výkonného hardwaru, který by pro velký blockchain, jako je bitcoin, mohl stát více než miliardy dolarů.

Nejde ale jen o hardware. Těžba spotřebuje hodně energie. Těžba bitcoinů spotřebuje až 95,58 terawatthodin ročně, což odpovídá roční spotřebě energie 5,5 milionu obyvatel Finska. Proto je třeba zvážit také značné náklady na elektřinu a údržbu.

Kromě vysokých nákladů je pro hackerské skupiny, které útočí na síť, také velmi důležité načasování plánu útoku. Potřebují ovládat více než polovinu sítě a ve správný čas zavést upravený blockchain. Pokud útok selže, hackeři nezískají nic.

Navíc v decentralizovaném prostředí neexistuje žádný centrální orgán, který by mohl vynutit použití kompromitovaného řetězce. Validátoři a klienti by se mohli dohodnout na restartu řetězce od bodu před útokem, i když by to pravděpodobně bylo velmi chaotické a nežádoucí.

Vysoké náklady a rizika spojená s takovými útoky slouží jako silný odstrašující prostředek, zejména pro větší sítě, jako je Bitcoin nebo Ethereum. Na druhou stranu menší blockchainy mají menší těžební sílu, díky čemuž jsou zranitelnější vůči útokům. Je však možné pronajmout si několik hodin těžební energie prostřednictvím služby, jako je Nicehash, k útoku na tyto menší sítě, což výrazně snižuje náklady na útok.

Rizika a důsledky 51% útoku

Úspěšný útok by mohl mít významný dopad na blockchainovou síť a její uživatele. Co se stane:

1. Dvojité utrácení: Toto je nejznepokojivější důsledek. Útočník mohl utratit své prostředky dvakrát – nejprve jako běžnou transakci, pak změnit blockchain, aby ukázal, že prostředky nikdy neutratil.

2. Denial of Service (DoS) útok: Hackeři přebírají a blokují adresy jiných těžařů na určitou dobu. To brání poctivým těžařům znovu získat kontrolu nad sítí. V důsledku toho by se útočníkův řetězec falešných transakcí mohl stát trvalým.

3. Zrušení transakce: Útočník může zabránit platbám mezi některými nebo všemi uživateli. To narušuje normální provoz sítě a může způsobit zpoždění potvrzování transakcí, což podkopává důvěru ve spolehlivost sítě.

4. Poškození reputace: Útok by navíc mohl vážně poškodit pověst blockchainu. To by mohlo vést ke ztrátě důvěry mezi současnými a potenciálními uživateli, což by způsobilo výrazný pokles hodnoty přidružené kryptoměny a odradilo nové uživatele nebo investory od připojení k síti.

Skutečné příklady 51% útoků

V historii blockchainu existuje několik pozoruhodných případů:

1. Bitcoin Gold (BTG): V květnu 2018 utrpěl Bitcoin Gold 51% útok a útočník úspěšně provedl dvojité platby v hodnotě přibližně 18 milionů $. Incident způsobil značné poškození pověsti měny a tržní hodnoty.

2. Ethereum Classic (ETC): Jako nejčastěji napadený blockchain utrpěl Ethereum Classic v srpnu 2020 rozsáhlý útok, při kterém útočník úspěšně provedl dvojité platby v hodnotě 5,6 milionu dolarů.

3. Vertcoin (VTC): Ačkoli je to méně známé, Vertcoin zažil v prosinci 2018 51% útok. Útočník dvakrát utratil prostředky v hodnotě přibližně 100 000 dolarů.

Tyto útoky vykazují významná zranitelnost a důsledky, což dále podtrhuje potřebu účinných bezpečnostních opatření.

Preventivní opatření pro 51 % útoků

Zmírnění těchto rizik může být náročné, ale byly navrženy různé přístupy:

Změna konsensuálního algoritmu

Přepnutí na jiný konsensuální algoritmus je jedním z možných způsobů, jak snížit pravděpodobnost 51% útoku. Proof of Work (PoW), mechanismus konsenzu původně přijatý mnoha blockchainy, je vůči takovým útokům zranitelný kvůli riziku centralizace těžby.

Naproti tomu mechanismus konsenzu Proof-of-Stake (PoS) je k takovým útokům méně náchylný, protože útočník by musel vlastnit většinový podíl celkového podílu v blockchainu, což je obvykle nákladné úsilí.

Zpožděné potvrzení blockchainu

Dalším účinným odstrašujícím prostředkem je zpožděná potvrzení blockchainu. Tento přístup poskytuje síti čas na detekci a potenciálně zabránění 51% útoku. Díky prodloužení doby potvrzování transakcí musí útočníci i nadále ovládat více než 51 % sítě po delší dobu, což výrazně zvyšuje náklady a obtížnost takových útoků.

Systém trestů

Další životaschopnou obrannou strategií je vytvoření systému trestů. Například implementace omezujících podmínek v blockchainu proof-of-stake by mohla vést k zabavení části nebo celého podílu zlomyslného aktéra, pokud se zjistí, že porušil pravidla sítě. Tento represivní přístup značně zvyšuje riziko pro každého potenciálního útočníka a může sloužit jako účinný odstrašující prostředek.

Audit protokolu blockchain

A konečně, pravidelné audity blockchainových protokolů jsou kritickou součástí komplexní bezpečnostní strategie. Tyto audity provádějí vyčerpávající zkoumání protokolu, aby odhalily zranitelnosti, včetně potenciálních cest pro 51% útok. Proaktivní identifikací a řešením těchto slabin mohou vývojáři blockchainu výrazně posílit obranu sítě.

Shrnout

I když je riziko 51% útoku skličující, je důležité pochopit, že kvůli ceně a složitosti provedení takového útoku je to vzácné. Potenciální dopady a historické precedenty však podtrhují důležitost proaktivních preventivních opatření a pokračující snahy o zvýšení bezpečnosti a odolnosti technologie blockchain.

Budoucnost Web3 závisí na naší schopnosti řešit tyto výzvy, přeměnit slabá místa na silné stránky a vytvořit výkonnější a bezpečnější digitální budoucnost pro všechny.

FAQ

Co je 51% útok?

51% útok je jedním z nejdůležitějších bezpečnostních problémů blockchainu, zejména blockchainů využívajících konsensuální algoritmus Proof-of-Work. K tomuto útoku dochází, když někdo ovládá více než polovinu (51 %) těžební síly blockchainové sítě. Tato kontrola jim umožňuje činit důležitá rozhodnutí a podkopává decentralizovaný koncept blockchainu.

Co dokáže 51% útok?

Při 51% útoku může entita ovládající většinu manipulovat s blockchainem různými způsoby. Mohou zastavit transakce a zabránit jejich potvrzení, zvrátit transakce a provést útoky s dvojitou útratou a zabránit dalším těžařům v těžbě nových bloků.

Kolik stojí 51% útok?

Náklady na 51% útok se liší v závislosti na zapojené blockchainové síti. Například pro zahájení 51% útoku na bitcoinový blockchain by útočník musel ovládat nejvýkonnější těžební zařízení ASIC. Samotné náklady na vybavení přesáhly 7,9 miliardy dolarů. Tento odhad nezahrnuje průběžné náklady na elektřinu a údržbu.