Einführung
Bevor Sie sich in den 51%-Angriff stürzen, ist es wichtig, sich gut mit Mining und Blockchain-basierten Systemen auszukennen.
Eine der wichtigsten Stärken von Bitcoin und der zugrunde liegenden Blockchain-Technologie ist die verteilte Art und Weise, wie Daten erstellt und überprüft werden. Die dezentrale Arbeit der Knoten stellt sicher, dass die Protokollregeln eingehalten werden und dass alle Netzwerkteilnehmer über den aktuellen Status der Blockchain einig sind. Dies bedeutet, dass die Mehrheit der Knoten regelmäßig einen Konsens über den Mining-Prozess, die verwendete Softwareversion, die Gültigkeit von Transaktionen usw. erzielen muss.
Der Bitcoin-Konsens-Algorithmus (Proof of Work) stellt sicher, dass Miner einen neuen Block von Transaktionen nur dann validieren können, wenn die Netzwerkknoten gemeinsam der Meinung sind, dass der vom Miner bereitgestellte Block-Hash korrekt ist (d. h. der Block-Hash beweist, dass der Miner genug Arbeit geleistet und eine gültige Lösung für das Problem dieses Blocks gefunden hat).
Die Blockchain-Infrastruktur – als dezentrales Hauptbuch und verteiltes System – verhindert, dass eine zentrale Entität das Netzwerk für ihre eigenen Zwecke nutzt. Aus diesem Grund gibt es im Bitcoin-Netzwerk keine einheitliche Autorität.
Da der Mining-Prozess (in PoW-basierten Systemen) mit der Investition enormer Mengen an Strom und Rechenressourcen verbunden ist, basiert die Leistung eines Miners auf der Rechenleistung, die ihm zur Verfügung steht. Dies wird normalerweise als Hash-Leistung oder Hash-Rate bezeichnet. Es gibt viele Mining-Knoten an verschiedenen Standorten, und sie konkurrieren darum, als nächster einen gültigen Block-Hash zu finden und mit neu generierten Bitcoins belohnt zu werden.
In einem solchen Kontext wird die Mining-Leistung auf verschiedene Knoten auf der ganzen Welt verteilt, was bedeutet, dass die Hash-Rate nicht in den Händen einer einzelnen Entität liegt. Zumindest sollte das nicht der Fall sein.
Aber was passiert, wenn die Hash-Rate nicht mehr gut genug verteilt ist? Was passiert, wenn es beispielsweise einer einzelnen Entität oder Organisation gelingt, mehr als 50 % der Hash-Leistung zu erlangen? Eine mögliche Folge davon ist ein sogenannter 51 %-Angriff, auch Mehrheitsangriff genannt.
Was ist ein 51%-Angriff?
Ein 51%-Angriff ist ein potenzieller Angriff auf ein Blockchain-Netzwerk, bei dem eine einzelne Entität oder Organisation den Großteil der Hash-Rate kontrollieren kann, was möglicherweise zu Netzwerkstörungen führt. In einem solchen Szenario hätte der Angreifer genügend Mining-Power, um die Reihenfolge der Transaktionen absichtlich auszuschließen oder zu ändern. Er könnte auch Transaktionen rückgängig machen, die er getätigt hat, während er die Kontrolle hatte – was zu einem Problem der Doppelausgaben führen würde.
Ein erfolgreicher Mehrheitsangriff würde es dem Angreifer auch ermöglichen, die Bestätigung einiger oder aller Transaktionen zu verhindern (Transaktions-Denial-of-Service) oder einige oder alle anderen Miner am Mining zu hindern, was zu einem sogenannten Mining-Monopol führen würde.
Andererseits würde ein Mehrheitsangriff es dem Angreifer nicht ermöglichen, Transaktionen anderer Benutzer rückgängig zu machen oder zu verhindern, dass Transaktionen erstellt und an das Netzwerk gesendet werden. Das Ändern der Blockbelohnung, das Erstellen von Münzen aus dem Nichts oder das Stehlen von Münzen, die dem Angreifer nie gehörten, gelten ebenfalls als unmögliche Ereignisse.
Wie wahrscheinlich ist ein 51%-Angriff?
Da eine Blockchain von einem verteilten Netzwerk von Knoten verwaltet wird, arbeiten alle Teilnehmer beim Konsensfindungsprozess zusammen. Dies ist einer der Gründe, warum sie in der Regel sehr sicher sind. Je größer das Netzwerk, desto stärker ist der Schutz vor Angriffen und Datenbeschädigung.
Bei Proof-of-Work-Blockchains gilt: Je höher die Hash-Rate eines Miners, desto höher die Chance, eine gültige Lösung für den nächsten Block zu finden. Das liegt daran, dass beim Mining unzählige Hash-Versuche durchgeführt werden und mehr Rechenleistung mehr Versuche pro Sekunde bedeutet. Mehrere frühe Miner schlossen sich dem Bitcoin-Netzwerk an, um zu dessen Wachstum und Sicherheit beizutragen. Mit dem steigenden Preis von Bitcoin als Währung traten zahlreiche neue Miner dem System bei, um um die Blockbelohnungen zu konkurrieren (derzeit auf 6,25 BTC pro Block festgelegt). Ein solches Wettbewerbsszenario ist einer der Gründe, warum Bitcoin sicher ist. Miner haben keinen Anreiz, große Mengen an Ressourcen zu investieren, wenn sie nicht ehrlich handeln und danach streben, die Blockbelohnung zu erhalten.
Daher ist ein 51%-Angriff auf Bitcoin aufgrund der Größe des Netzwerks eher unwahrscheinlich. Sobald eine Blockchain groß genug wird, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass eine einzelne Person oder Gruppe genügend Rechenleistung erlangt, um alle anderen Teilnehmer zu überwältigen, schnell auf ein sehr niedriges Niveau.
Darüber hinaus wird es mit zunehmendem Wachstum der Kette immer schwieriger, die zuvor bestätigten Blöcke zu ändern, da die Blöcke alle durch kryptografische Beweise miteinander verbunden sind. Aus demselben Grund gilt: Je mehr Bestätigungen ein Block hat, desto höher sind die Kosten für das Ändern oder Rückgängigmachen von Transaktionen darin. Daher könnte ein erfolgreicher Angriff wahrscheinlich nur die Transaktionen einiger neuerer Blöcke für einen kurzen Zeitraum ändern.
Stellen wir uns darüber hinaus ein Szenario vor, in dem eine böswillige Entität nicht gewinnorientiert ist und beschließt, das Bitcoin-Netzwerk anzugreifen, nur um es zu zerstören, koste es, was es wolle. Selbst wenn es dem Angreifer gelingt, das Netzwerk zu stören, würden die Bitcoin-Software und das Protokoll als Reaktion auf diesen Angriff schnell geändert und angepasst. Dies würde erfordern, dass die anderen Netzwerkknoten einen Konsens erzielen und diesen Änderungen zustimmen, aber das würde in einer Notsituation wahrscheinlich sehr schnell passieren. Bitcoin ist sehr widerstandsfähig gegen Angriffe und gilt als die sicherste und zuverlässigste Kryptowährung, die es gibt.
Obwohl es für einen Angreifer ziemlich schwierig ist, mehr Rechenleistung als der Rest des Bitcoin-Netzwerks zu erlangen, ist dies bei kleineren Kryptowährungen nicht so schwierig zu erreichen. Im Vergleich zu Bitcoin verfügen Altcoins über eine relativ geringe Hashing-Leistung, die ihre Blockchain sichert. Niedrig genug, um tatsächlich 51%-Angriffe zu ermöglichen. Einige bemerkenswerte Beispiele für Kryptowährungen, die Opfer von Mehrheitsangriffen wurden, sind Monacoin, Bitcoin Gold und ZenCash.
