シビル攻撃の解説

要点シビル攻撃とは、ある個人または組織が複数の偽のアイデンティティを作り出して、ネットワーク上で影響力や支配を得ようとするタイプのセキュリティ脅威です。
ブロックチェーンネットワークでは、シビル攻撃によって攻撃者が取引を妨害したり、ユーザーを検閲したり、十分な計算能力やステークを獲得して51%攻撃を試みたりすることが可能になります。
プルーフ・オブ・ワークやプルーフ・オブ・ステークのようなコンセンサスメカニズムは、攻撃者が支配する各アイデンティティに対して現実世界のリソースを投入しなければならないため、シビル攻撃を非現実的にします。
分散型金融（DeFi）では、シビル攻撃は一般的に、何百ものウォレットを作成して複数の報酬を請求することでエアドロップ配分を「攻略」するために使われます。
シビル攻撃を完全に排除する単一の防御策はありません。現代的なアプローチは、リソースに基づくコンセンサス、ソーシャルトラストグラフ、そしてアイデンティティ検証を組み合わせます。
はじめにシビル攻撃とは、オンラインのシステムにおいて、ある1人が複数のアカウント、ノード、またはコンピュータを作ることでネットワークを乗っ取ろうとするタイプのセキュリティ脅威です。攻撃者はこれらの偽のアイデンティティを使って、システムに対して不釣り合いなほど大きな影響力を得ます。
これは、たとえば1人が複数のSNSアカウントを作って投票を操作したり、誤情報を拡散したりするだけのように単純な場合もあります。暗号資産の世界では、より関連の深い例として、コンセンサスに影響を与えるためにブロックチェーンネットワーク上で複数のノードを運用する人物が挙げられます。
この名称は、シビル（Sybil）として知られる患者について扱った1973年のケーススタディに由来します。この患者は複数の異なる人格に関連する状態の治療を受けていました。のちにこの用語は、各アイデンティティを別個の独立した参加者として扱うシステムを悪用する攻撃を表すために、コンピュータ科学の分野で採用されました。
シビル攻撃はどんな問題を引き起こし得ますか？ピアツーピアのネットワークでは、決定はしばしばノード間での多数決で行われます。攻撃者が十分な数の偽のアイデンティティを作れば、正直なノードを上回って投票し、ネットワークの挙動を操作する能力を得ることができます。
攻撃者がネットワークの計算能力、またはハッシュレートの過半数を支配している場合、51%攻撃を実行できます。この状況では、取引の順序を変更したり、取引が承認されるのを妨げたり、さらには支配している間に行った取引を取り消したりする可能性もあります。これにより、同じ資金が複数回使われる「二重支払い」が起こり得ます。
コンセンサスの操作を超えて、シビル攻撃者はブロックの中継や検証を拒否することができ、結果として他のユーザーがネットワークに参加できない状態にできます。また、偽ノードを使って特定のユーザーに関する情報を収集し、たとえばどのウォレットアドレスが同一人物に属しているのかといった情報を集めることで、プライバシーを損なう可能性もあります。
ブロックチェーンはシビル攻撃にどう対抗しますか？ブロックチェーンネットワークは、シビル攻撃を非現実的にするためにさまざまなコンセンサスアルゴリズムを使用します。これらの仕組みは攻撃者が複数のアイデンティティを作ること自体を防ぐわけではありませんが、ネットワークの意味のある割合を支配することを非常に高コストにします。
プルーフ・オブ・ワークビットコインのプルーフ・オブ・ワークの仕組みでは、マイナーは新しいブロックを作るために現実の計算リソースを消費する必要があります。ブロックをマイニングできる確率は、マイナーが総ネットワークのハッシュレートに占める割合に比例します。つまり、攻撃者が大規模なシビル攻撃を実行するには、ネットワークの計算用ハードウェアの過半数を獲得する必要があり、非常にコストがかかります。
採掘（マイニング）はリソースを大量に消費するため、正直なマイナーには攻撃を試みるよりも、正当な形でブロックを検証し続ける強い経済的なインセンティブがあります。必要となるハードウェアと電力のコストが、自然な抑止力として機能します。
プルーフ・オブ・ステークプルーフ・オブ・ステークの仕組みでは、バリデータはコンセンサスに参加するために、担保として一定量の暗号資産をロックする必要があります。ネットワークに対する影響力は、ステークした量に比例します。攻撃者が成功する攻撃を行うには、ステーク総供給量の大部分を獲得する必要があり、そのコストは高く、さらに獲得していく過程で資産価格が押し上げられる可能性もあります。
委任型プルーフ・オブ・ステークのような派生方式では、トークン保有者が限られた信頼できるバリデータを選挙できるようにすることで、攻撃対象の範囲をさらに狭める追加の層が加わります。
アイデンティティ検証とソーシャルトラスト一部のネットワークでは、コンセンサスメカニズムの外側でシビル耐性（Sybil resistance）に対処しています。ソーシャルトラストグラフでは、新規参加者が既存メンバーから保証（推薦）される必要があるため、事前に本物の関係が存在するネットワークがない限り、大量の偽アカウントを作るのが難しくなります。
より最近では、分散型アイデンティティのプロジェクトが、ゼロ知識証明や生体認証のアテステーションを用いて、それぞれのアドレスが唯一の実在人物に属していることを検証する方法を検討してきました。これらのアプローチは、ユーザーのプライバシーを損なわず、また中央集権的なアイデンティティ提供者を必要とせずにシビル耐性を提供することを目指しています。
DeFiとエアドロップにおけるシビル攻撃分散型金融（DeFi）では、シビル攻撃はより日和見的な形をとります。DeFiプロトコルが、エアドロップを通じて初期ユーザーにトークンを配布する場合、攻撃者は何百、または何千ものウォレットを作成し、それぞれからプロトコルにアクセスして、別々のユーザーを想定した複数の報酬割り当てを請求します。
このような状況を受け、多くのDeFiプロジェクトがエアドロップのスナップショットを処理する前に、シビル検出に大きく投資するようになりました。一般的な検出手法には、オンチェーン上の行動パターンの分析、ウォレットへの資金投入元、取引のタイミング、そしてガス使用量などが含まれます。これらにより、同一の主体によって運用された可能性の高いウォレットを特定します。
どの方法も完璧ではありません。そして、（身分証明書を要しない）アクセスのしやすさとシビル耐性の間にある緊張関係は、近年の分散型システムにおける重要な設計上の課題の一つとして残っています。
FAQシビル攻撃とは、簡単に言うと何ですか？シビル攻撃とは、ある1人が複数の偽アカウントやネットワーク上のノードを作ることで、自分が多数いるかのように見せかけることです。その目的は、自分に与えられる以上の影響力や投票権を得て、意思決定を操作したり、サービスを妨害したり、報酬を盗んだりすることに使うことです。
シビル攻撃はビットコインでも起こり得ますか？ビットコインのコンセンサス層に対する完全なシビル攻撃を行うには、攻撃者がネットワーク全体のマイニング能力の50%以上を支配する必要があります。ビットコインの規模を考えると、これは莫大な額のハードウェアと電力への投資が必要になり、非常に現実的ではありません。しかし、ネットワークレベルでプライバシーを狙うような、より規模の小さい（深刻度の低い）シビル攻撃は、理論上は可能です。
プルーフ・オブ・ワークはどのようにシビル攻撃を止めますか？プルーフ・オブ・ワークでは、コンセンサスプロセスにおける投票（投票権）が、実際の計算作業に結び付けられます。攻撃者は影響力を得たい分だけ、ハードウェアと電力にお金を使う必要があるため、単にアイデンティティを増やしても何の利点にもなりません。偽ノードが意味のある効果を持つには、各偽ノードごとに現実のリソースが必要です。
DeFiにおけるシビル耐性とは何ですか？DeFiにおけるシビル耐性とは、多数のウォレットを作成することで、1人が複数のエアドロップ割り当てや投票権を請求できないようにするためにプロトコルが用いる仕組みを指します。アプローチには、オンチェーン上の行動分析、ソーシャルグラフの検証、そして場合によってはオフチェーンでのアイデンティティ確認などがあります。
シビル攻撃は違法ですか？シビル攻撃が違法かどうかは、その状況や管轄によって異なります。多くの場合、システムを欺いて騙し取るために偽アカウントを作ったり資金を盗んだりすれば、コンピュータ不正の法律や利用規約に違反する可能性があります。ただし、法的な結論は大きく異なり、すべてのブロックチェーンネットワークに共通する普遍的な判断はありません。
締めくくりの考えシビル攻撃は、複数の独立した参加者が影響力を共有するあらゆるシステムにおける根本的な課題です。ブロックチェーンネットワークは、リソースに基づくコンセンサスメカニズムによって、大規模なアイデンティティ偽造が法外に高くつくようにして、この問題に対処します。DeFiでは問題は別の形を取り、オンチェーン上の行動分析や分散型アイデンティティのソリューションへの継続的な投資を促しています。
参考情報51%攻撃とは？
ブロックチェーンのコンセンサスアルゴリズムとは？
プルーフ・オブ・ワーク vs プルーフ・オブ・ステーク
ナカモト・コンセンサスとは？
遅延プルーフ・オブ・ワーク（dPoW）とは？

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