die Einleitung

Bevor über die 51 %-Angriffe gesprochen wird, ist es notwendig, sich gut über Mining und Systeme zu informieren, die auf der Blockchain-Technologie basieren.

Eine der wichtigsten Stärken von Bitcoin und der ihm zugrunde liegenden Blockchain-Technologie besteht darin, dass Daten verteilt generiert und überprüft werden. Dezentrale Knoten sorgen dafür, dass die Regeln des Protokolls eingehalten werden und sich alle Netzwerkteilnehmer über den Zustand des Blockchain-Netzwerks zu einem bestimmten Zeitpunkt einigen. Dies erfordert, dass sich die Mehrheit der Knoten ständig auf die Mining-Verarbeitung, die verwendete Softwareversion, die Transaktionsvalidierung usw. einigen.

Der Konsensalgorithmus des Bitcoin-Netzwerks (das Proof-of-Work-Modell) stellt sicher, dass Miner nur dann einen neuen Transaktionsblock authentifizieren können, wenn die Netzwerkknoten übereinstimmen, dass der Hash des vom Miner übermittelten Blocks korrekt ist (d. h. der Hash des Blocks beweist, dass der Miner das Notwendige getan hat, um die richtige Lösung für das Problem dieses Knotens zu erreichen.) 

Die Blockchain-Infrastruktur als dezentrales Hauptbuch und verteiltes System verhindert, dass eine zentrale Instanz das Netzwerk für ihre eigenen Zwecke nutzt, sodass das Bitcoin-Netzwerk keine alleinige Kontrolle darüber hat.

Da der Mining-Prozess (in Proof-of-Work-Systemen) die Investition enormer Ressourcen in Bezug auf Strom und Rechenleistung erfordert, hängt die Leistung eines Miners von der Größe seiner Rechenleistung ab, die üblicherweise als Hash-Leistung oder Hash-Rate bezeichnet wird. Es gibt viele Mining-Knoten an verschiedenen Standorten, die darum konkurrieren, den richtigen Block-Hash zu finden und als Belohnung neue Bitcoins zu erhalten.

In diesem Zusammenhang wird die Hashing-Leistung auf verschiedene Knoten auf der ganzen Welt verteilt, was bedeutet, dass die Hashing-Rate nicht von einer einzelnen Entität kontrolliert wird. Zumindest wird es so angenommen.

Aber was passiert, wenn die Hash-Rate nicht gut verteilt ist? Was passiert, wenn ein einzelnes Unternehmen oder Unternehmen mehr als 50 % der Einzelhandelskapazität besitzen kann? Ein mögliches Ergebnis ist ein sogenannter 51-Prozent-Angriff, auch Mehrheitsangriff genannt.


Was sind 51 %-Angriffe?

Der 51-Prozent-Angriff ist ein potenzieller Angriff auf ein Blockchain-Netzwerk, bei dem eine einzelne Entität oder Partei den größten Teil der Hash-Rate kontrollieren kann, was zum Absturz des Netzwerks führen kann. In diesem Szenario verfügt der Angreifer möglicherweise über Mining-Fähigkeiten, die es ihm ermöglichen, die Reihenfolge von Transaktionen zu blockieren oder zu ändern. Möglicherweise ist es auch in der Lage, Transaktionen rückgängig zu machen, die es ausgeführt hat, während es die Kontrolle über das Netzwerk hatte, was zu einem Problem mit doppelten Ausgaben führen könnte.

Ein erfolgreicher Mehrheitsangriff kann es dem Angreifer auch ermöglichen, die Bestätigung einiger oder aller Transaktionen zu verhindern (Transaction Denial of Service) oder einige oder alle Miner am Mining zu hindern, was zu einem sogenannten Mining-Monopol führt.

Andererseits ermöglicht ein Mehrheitsangriff dem Angreifer möglicherweise nicht, Transaktionen anderer Benutzer rückgängig zu machen oder zu verhindern, dass Transaktionen erstellt und im Netzwerk übertragen werden. Situationen wie das Ändern der Blockbelohnung, das unerwartete Erstellen von Münzen oder das Stehlen von Münzen, die der Angreifer zuvor nicht hatte, sind unwahrscheinlich.


Wie wahrscheinlich ist ein 51-Prozent-Angriff? 

Da die Sicherheit eines Blockchain-Netzwerks auf einem verteilten Netzwerk von Knoten basiert, sind alle Teilnehmer am Prozess der Konsensfindung beteiligt. Dies ist einer der Gründe, warum diese Netzwerke ein hohes Maß an Sicherheit aufweisen. Je größer das Netzwerk, desto widerstandsfähiger ist es gegen Angriffe und Datenkorruption.

Bei Blockchain-Netzwerken, die auf dem Proof-of-Work-Modell basieren, ist die Chance, eine korrekte Lösung für den nächsten Block zu finden, umso größer, je höher die Hash-Rate des Miners ist. Dies liegt daran, dass der Mining-Prozess unbegrenzte Hash-Versuche umfasst. Mit zunehmender Rechenleistung steigt die Anzahl der Versuche pro Sekunde. Viele Miner traten dem Bitcoin-Netzwerk zu Beginn seiner Entstehung bei, um zu seinem Wachstum und seiner Sicherheit beizutragen. Da der Preis von Bitcoin als Währung gestiegen ist, haben sich zahlreiche Miner dem System angeschlossen, um um Blockbelohnungen zu konkurrieren (derzeit 12,5 Bitcoins pro Block). Dieses wettbewerbsbasierte Szenario ist einer der Gründe für die Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks. Miner hätten keinen Anreiz, große Mengen an Ressourcen zu investieren, wenn die Hauptmotivation nicht darin bestünde, ehrlich zu sein und eine Blockbelohnung anzustreben.

Aus dieser Perspektive ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Angriff auftritt, angesichts der Attraktivität des Netzwerks mit 51 % unwahrscheinlich. Sobald ein Blockchain-Netzwerk ein erhebliches Wachstumsniveau erreicht hat, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass eine einzelne Person oder Personengruppe über die Rechenleistung verfügt, alle anderen Teilnehmer zu übertreffen, schnell auf ein sehr niedriges Niveau.

Darüber hinaus wird es mit zunehmender Kette schwieriger, zuvor bestätigte Blöcke zu ändern, da alle Blöcke über kryptografische Beweise miteinander verknüpft sind. Aus dem gleichen Grund gilt: Je mehr Bestätigungen es in einem Block gibt, desto höher sind die Kosten für die Änderung oder Stornierung von Transaktionen darauf. Daher ermöglicht ein erfolgreicher Angriff nur die Änderung von Transaktionen für einige wenige aktuelle Blöcke und für einen kurzen Zeitraum.

Stellen Sie sich zur Veranschaulichung ein Szenario vor, in dem ein böswilliger Akteur nicht darauf aus ist, Gewinn zu machen, sondern beschließt, das Bitcoin-Netzwerk anzugreifen, um es zu zerstören, egal was dazu nötig ist. Selbst wenn es dem Angreifer gelingt, in das Netzwerk einzudringen, werden die Programmierung und das Protokoll des Bitcoin-Netzwerks schnell geändert und konfiguriert, um auf diesen Angriff zu reagieren. Dies erfordert, dass die übrigen Knoten im Netzwerk diesen Änderungen zustimmen und zustimmen, was in Notsituationen sehr schnell passieren kann. Das Bitcoin-Netzwerk verfügt über eine enorme Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe und gilt in Bezug auf Sicherheit und Zuverlässigkeit als das beste Netzwerk für digitale Währungen aller Zeiten. 

Obwohl es für einen Angreifer schwierig sein kann, über mehr Rechenleistung als andere Teilnehmer im Bitcoin-Netzwerk zu verfügen, ist das Problem bei kleineren Kryptowährungen nicht so schwierig. Beim Vergleich von Bitcoin mit alternativen digitalen Währungen stellen wir fest, dass alternative Währungen über einen relativ geringen Hashing-Level verfügen, um ihr Blockchain-Netzwerk zu sichern. Dies ist so niedrig, dass die Wahrscheinlichkeit eines Angriffs bei 51 % liegt. Die bekanntesten Beispiele für Kryptowährungsnetzwerke, die mehrheitlich angegriffen wurden, sind Monacoin, Bitcoin Gold und ZenCash.