Einführung
Um das Phänomen eines 51 %-Angriffs zu verstehen, muss man sich zunächst die Struktur von Mining- und Blockchain-Systemen merken.
Einer der wichtigsten Vorteile von Bitcoin und seiner Blockchain ist die verteilte Natur des Datenerstellungs- und Verifizierungssystems. Der dezentrale Betrieb der Knoten gewährleistet die Einhaltung der Protokollregeln und die Übereinstimmung aller Netzwerkteilnehmer mit dem aktuellen Zustand der Blockchain. Das bedeutet, dass die Mehrheit der Knoten einen Konsens über den Mining-Prozess, die Softwareversion, die Transaktionsgültigkeit usw. erzielen muss.
Der Bitcoin-Konsensalgorithmus (Proof of Work) garantiert die Genehmigung eines Transaktionsblocks nur dann, wenn die Netzwerkknoten gemeinsam die Gültigkeit des bereitgestellten Hashs bestätigen (d. h. der Block-Hash beweist, dass der Miner genügend Arbeit geleistet und die richtige Lösung gefunden hat). der Block).
Die Infrastruktur der Blockchain als dezentrales Hauptbuch und verteiltes System verhindert, dass das Netzwerk zum persönlichen Vorteil genutzt wird, weshalb Bitcoin kein einziges Leitungsgremium hat.
Da der Mining-Prozess (in PoW-Systemen) große Mengen an Strom und Rechenressourcen erfordert, hängt die Leistung eines Miners von seiner Rechenleistung ab, die als Hash-Leistung oder Hashrate bezeichnet wird. Knoten betreiben Mining und konkurrieren miteinander, um einen gültigen Block-Hash zu finden, um eine Belohnung in Form neuer Bitcoins zu erhalten.
Dadurch wird die Mining-Leistung gleichmäßig auf die Knoten auf der ganzen Welt verteilt, sodass die Hash-Rate nicht in die Hände einer einzelnen Entität fällt. Zumindest sollte das nicht passieren.
Was aber, wenn die Hashrate nicht gleichmäßig genug verteilt ist? Was passiert, wenn ein Unternehmen oder eine Organisation mehr als 50 % der Rechenleistung besitzt? Diese Entwicklung wird als 51 %-Angriff, auch Mehrheitsangriff genannt, bezeichnet.
Was ist ein 51 %-Angriff?
Ein 51-Prozent-Angriff ist ein Angriff auf eine Blockchain, bei dem eine Entität oder Organisation den größten Teil der Hashrate erfasst, was zu Netzwerkstörungen führen kann. In einer solchen Situation hätte der Angreifer genügend Mining-Power, um Transaktionen absichtlich zu eliminieren oder deren Reihenfolge zu ändern sowie die eigenen Transaktionen rückgängig zu machen, was zu einem Problem der doppelten Ausgaben führen würde.
Ein erfolgreicher Mehrheitsangriff ermöglicht es Angreifern, die Transaktionsbestätigung (Transaktionsdienst verweigern) oder den Mining-Prozess für bestimmte Personen zu verhindern, was zu einem Phänomen namens Mining-Monopol führt.
Andererseits erlaubt ein Mehrheitsangriff einem Angreifer nicht, die Transaktionen anderer Benutzer rückgängig zu machen oder die Erstellung und Übertragung von Transaktionen zu verhindern. Es gilt auch als unmöglich, die Blockbelohnungsgröße zu ändern, Münzen aus dem Nichts zu erstellen oder die Münzen anderer Benutzer zu stehlen.
Droht ein 51-Prozent-Angriff?
Die Blockchain wird von einem verteilten Netzwerk von Knoten unterstützt, von denen jeder am Prozess der Konsensfindung beteiligt ist und so die Sicherheit der Blockchain gewährleistet. Je größer das Netzwerk, desto besser ist es vor Angriffen und Datenkorruption geschützt.
Bei Proof-of-Work-Blockchains sind die Chancen, die richtige Lösung für einen neuen Block zu finden, so hoch wie die Hashrate des Miners. Beim Mining sind viele Hashing-Versuche erforderlich, und mehr Rechenleistung bedeutet mehr Versuche pro Sekunde. Mehrere frühe Miner schlossen sich dem Bitcoin-Netzwerk an, um zu dessen Wachstum und Sicherheit beizutragen. Da der Preis von Bitcoin als Währung stieg, tauchten im Netzwerk immer mehr Miner auf, die an Blockbelohnungen interessiert waren (derzeit beträgt die Belohnung 12,5 BTC pro Block). Es ist die Wettbewerbsfähigkeit, die die Sicherheit von Bitcoin gewährleistet. Kein Miner wird so viele Ressourcen für betrügerische Aktivitäten investieren und seine Coins riskieren.
Aufgrund der Größe des Netzwerks ist ein 51-prozentiger Angriff auf Bitcoin daher äußerst unwahrscheinlich. Mit zunehmender Blockchain nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass Rechenleistung von einer Person oder einer Personengruppe übernommen wird, immer weiter ab.
Darüber hinaus wird die Änderung zuvor bestätigter Blöcke immer schwieriger, da alle Blöcke durch kryptografische Beweise miteinander verbunden sind: Je mehr Bestätigungen ein Block hat, desto höher sind die Kosten für die Änderung oder das Rückgängigmachen von Transaktionen darin. Ein erfolgreicher Angriff könnte daher nur die Transaktionen der letzten Blöcke und nur für kurze Zeit verändern.
Angenommen, ein Angreifer ist nicht an Profit interessiert und möchte das Bitcoin-Netzwerk angreifen, um es um jeden Preis zu zerstören. Selbst wenn es gelingt, das Netzwerk zu stören, werden die Software und das Protokoll von Bitcoin als Reaktion auf diesen Angriff schnell geändert und angepasst. Dies erfordert, dass andere Knoten im Netzwerk einen Konsens erzielen und diesen Änderungen zustimmen, was im Notfall recht schnell geschehen würde. Bitcoin ist sehr resistent gegen Angriffe und gilt als die sicherste und zuverlässigste Kryptowährung, die es gibt.
Während es im Fall von Bitcoin für einen Angreifer schwierig wäre, eine Rechenleistung zu erlangen, die den Rest des Netzwerks übersteigt, ist dies mit kleinen Kryptowährungen durchaus möglich. Im Vergleich zu Bitcoin haben Altcoins eine ausreichend niedrige Hashrate, um die Blockchain so zu sichern, dass tatsächlich 51 % der Angriffe auf ihr Netzwerk stattfinden können. Bemerkenswerte Beispiele für Kryptowährungen, die Opfer von Mehrheitsangriffen wurden, sind Monacoin, Bitcoin Gold und ZenCash.
