Bevor wir diskutieren, was ein 51 %-Angriff ist, ist es wichtig, ein gutes Verständnis davon zu haben, was Mining und Blockchain-basierte Systeme sind.
Einer der größten Vorteile von Bitcoin und seinem Blockchain-System ist seine verteilte Art, Informationen zu erstellen und zu überprüfen. Durch die dezentrale Arbeit der Knoten wird sichergestellt, dass die Protokollregeln eingehalten werden und alle Netzwerkteilnehmer mit dem aktuellen Zustand der Blockchain einverstanden sind. Das bedeutet, dass die Mehrheit der Knoten einen Konsens über den Mining-Prozess, die zu verwendende Programmversion und die Validierung von Transaktionen erzielen muss.
Der Konsensalgorithmus (Proof of Work) von Bitcoin stellt sicher, dass Miner nur dann neue Transaktionsblöcke validieren können, wenn sich die Knoten gemeinsam darauf einigen, dass der vom Miner bereitgestellte Hash des Blocks korrekt ist (z. B. bescheinigt der Hash des Blocks, dass der Miner genügend Anstrengungen unternommen hat). Mühe gegeben und eine Lösung für das Problem in diesem Block gefunden).
Die Struktur der Blockchain – dezentral und verteilt – verhindert, dass eine zentralisierte Einheit das Netzwerk zu ihrem eigenen Vorteil nutzt, und das ist der Grund, warum es im Bitcoin-Netzwerk keine dominante Autorität gibt.
Der Mining-Prozess in Proof-of-Work-Systemen erfordert einen immensen Einsatz von Energie und Rechenressourcen. Daher wird die Leistung eines Miners anhand der ihm zur Verfügung stehenden Rechenleistung berechnet, die üblicherweise als Hash-Leistung oder Hash-Rate bezeichnet wird. Es gibt mehrere Mining-Knoten an verschiedenen Standorten, die darum konkurrieren, den nächsten gültigen Block-Hash zu finden. Bei Erfolg werden sie mit neuen Bitcoin-Einheiten belohnt.
In diesem Zusammenhang wird die Mining-Leistung auf mehrere Knoten auf der ganzen Welt verteilt, was bedeutet, dass die Hash-Rate nicht in den Händen einer einzelnen Entität liegt. Zumindest ist es nicht das, was Sie erwarten.
Doch was passiert, wenn die Hash-Rate nicht mehr gleichmäßig verteilt ist? Was passiert, wenn es beispielsweise einer einzelnen Entität oder Organisation gelingt, mehr als 50 % der gesamten Hash-Leistung zu erlangen? Eine der möglichen Folgen ist ein sogenannter 51-Prozent-Angriff, auch Mehrheitsangriff genannt.
Was ist ein 51 %-Angriff?
Ein 51-Prozent-Angriff kann gegen Bitcoin oder jedes andere Blockchain-Netzwerk durchgeführt werden, bei dem eine einzelne Entität oder Organisation den Großteil der Hash-Rate kontrollieren und so möglicherweise Systemausfälle verursachen und ausnutzen kann. Mit anderen Worten: Der angreifende Agent verfügt über genügend Mining-Power, um die Reihenfolge von Transaktionen absichtlich zu löschen oder zu ändern.
Ein Angriff dieser Stufe ermöglicht es böswilligen Einheiten, Transaktionen rückgängig zu machen, die sie während der Kontrolle durchgeführt haben, was zu einem Problem mit doppelten Ausgaben führen könnte. Ein 51-prozentiger Erfolgsangriff würde es dem Betrüger auch ermöglichen, die Bestätigung einiger oder aller Transaktionen zu verhindern (ein Vorgang, der als Denial-of-Service-Angriff bezeichnet wird) oder einige oder alle Miner daran zu hindern, ihre Arbeit fortzusetzen, was zu einem sogenannten Mining-Monopol führt. Bergbau.
Auf der anderen Seite gibt es einige Dinge, die der 51-Prozent-Angriff nicht kann, wie z. B. Transaktionen anderer Benutzer rückgängig machen oder verhindern, dass neue Transaktionen erstellt und an das Netzwerk übertragen werden. Darüber hinaus ist das böswillige Unternehmen nicht in der Lage, neue Münzen aus dem Nichts zu erschaffen, die Blockbelohnung zu ändern oder Münzen zu stehlen, die ihm nie gehörten.
Wie wahrscheinlich ist ein 51 %-Angriff?
Da die Blockchain von einem Netzwerk verteilter Knoten verwaltet wird, arbeiten alle Teilnehmer zusammen, um einen Konsens zu erzielen. Dies ist einer der Hauptgründe, warum Blockchain-Netzwerke als sicher gelten. Je größer das Netzwerk, desto besser ist es vor Angriffen und Datenmanipulationen geschützt.
Bei Blockchain-Netzwerken, die den Proof-of-Work-Algorithmus verwenden, sind die Chancen, dass ein Miner eine gültige Lösung für den nächsten Block findet, umso größer, je höher die Hash-Rate ist. Dies wird dadurch bestätigt, dass beim Mining eine große Anzahl von Versuchen zur Lösung der Berechnung erforderlich ist. Je mehr Rechenleistung, desto mehr Versuche pro Sekunde und desto größer die Chancen, das Ergebnis zu finden. Mehrere Miner haben sich dem Bitcoin-Netzwerk angeschlossen, um zu dessen Wachstum und Sicherheit beizutragen. Im Laufe der Zeit hat der Preisanstieg von Bitcoin als Währung dazu geführt, dass viele neue Miner dem Netzwerk beigetreten sind, um um die Belohnung für die Lösung kryptografischer Probleme zu konkurrieren (derzeit 12,5 BTC pro Block). Dieses sehr wettbewerbsintensive Szenario ist einer der Gründe, warum das Bitcoin-Netzwerk sehr sicher wird. Bergleute werden nicht dazu ermutigt, Ressourcen zu investieren, wenn sie nicht in einem fairen und ehrlichen Wettbewerb um die Belohnung stehen.
Daher ist ein 51-prozentiger Angriff auf Bitcoin aufgrund der Größe des Netzwerks sehr unwahrscheinlich. Sobald die Blockchain groß genug ist, erreicht die Investition, die eine einzelne Person oder Gruppe benötigt, um genügend Rechenleistung zu erhalten, um alle anderen Teilnehmer zu dominieren, ein unerreichbares Niveau.
Darüber hinaus wird es mit zunehmendem Netzwerkwachstum immer schwieriger, zuvor bestätigte Blöcke zu ändern, da die Blöcke alle durch kryptografische Beweise verbunden sind. Aus dem gleichen Grund gilt: Je mehr Bestätigungen ein Block hat, desto höher sind die Kosten für die Änderung oder Stornierung seiner Transaktionen. Daher wäre ein erfolgreicher Angriff wahrscheinlich nur für kurze Zeit in der Lage, die letzten Blocktransaktionen zu verändern.
Stellen wir uns für die Zukunft ein Szenario vor, in dem ein böswilliges Unternehmen nicht auf Profit aus ist, sondern beschließt, Bitcoin anzugreifen, nur um es zu zerstören, ohne sich um die Kosten zu kümmern. Selbst wenn der Angriff die Funktionsweise des Netzwerks stören würde, würden das Bitcoin-Programm und sein Protokoll schnell geändert und angepasst, um auf den Angriff zu reagieren. Dies würde erfordern, dass die anderen Knoten im Netzwerk einen Konsens erzielen, damit die Änderungen wirksam werden, was jedoch in einer Notfallsituation kaum ein Problem darstellen würde. Daher ist Bitcoin sehr widerstandsfähig gegen Angriffe und gilt als die sicherste und zuverlässigste Kryptowährung, die es gibt.
Während es für irgendjemanden sehr schwierig wäre, mehr Rechenleistung als der Rest des Bitcoin-Netzwerks zu erhalten, ist dies bei kleineren Kryptowährungen nicht unmöglich. Im Vergleich zu Bitcoin verfügen Altcoins normalerweise über wenig Rechenleistung, um ihre Blockchains zu schützen. Wenig genug, um einen 51 %-Angriff zu ermöglichen. Einige bemerkenswerte Beispiele für Kryptowährungen, die diesem Angriff zum Opfer gefallen sind, sind Monacoin, Bitcoin Gold und ZenCash.