導入

51% 攻撃について詳しく説明する前に、マイニングとブロックチェーンベースのシステムを詳しく見てみる価値があります。

ビットコインとその基盤となるブロックチェーン技術の主な利点の 1 つは、データの構築と検証が分散される性質があることです。ノードの分散作業により、プロトコル ルールへの準拠が保証され、すべてのネットワーク参加者がブロックチェーンの現在の状態に同意することが保証されます。これは、大多数のノードがマイニングプロセス、使用されるソフトウェアのバージョン、トランザクションの有効性などについて定期的に合意する必要があることを意味します。

ビットコインのコンセンサス アルゴリズム (プルーフ オブ ワーク) では、ネットワーク ノードが提供するブロック ハッシュ値が正確であることに全会一致で同意した場合にのみ、マイナーがブロックを要求できるようになります (つまり、ブロック ハッシュ値はマイナーのワークロードが十分であることを証明し、ブロックのハッシュ値は正確です。問題に対する効果的な解決策が見つかった場合にのみ、新しいトランザクション ブロックを検証できます。​

分散型台帳および分散システムとして、ブロックチェーン インフラストラクチャは、中央集権的な組織が独自の目的でネットワークを使用することを防ぎます。そのため、ビットコイン ネットワークには単一の権威が存在しません。

(PoW ベースのシステムにおける) マイニング プロセスには大量の電力とコンピューティング リソースの投資が含まれるため、マイナーのパフォーマンスは、ハッシュ パワーまたはハッシュ レートと呼ばれることが多い、マイナーが保有するコンピューティング能力に依存します。マイニング活動には多数のノードが参加しており、それらはさまざまな場所に分散されており、これらのノードはすべて、有効なブロック ハッシュ値を見つけて新しく生成されたビットコイン報酬を受け取る次のノードになることを望んでいるために、互いに競合します。

その結果、マイニングパワーは世界中のさまざまなノードに分散され、ハッシュレートは単一のエンティティによって保持されなくなります。少なくともそうあるべきではありません。

しかし、ハッシュ レートの分散が不十分な場合はどうなるのでしょうか?たとえば、1 つのエンティティまたは組織がハッシュ能力の 50% 以上にアクセスできたらどうなるでしょうか?考えられる結果の 1 つは、51% 攻撃 (マジョリティ攻撃とも呼ばれます) と呼ばれるものです。


51% 攻撃とは何ですか?

51% 攻撃は、ブロックチェーン ネットワークに対する潜在的な攻撃であり、単一のエンティティまたは組織がハッシュ レートの大部分を制御でき、ネットワークを混乱させる可能性があります。この時点で、攻撃者はトランザクションの順序を意図的に除外したり変更したりするのに十分なマイニング能力を持っています。また、ネットワークを制御せずに行われたトランザクションを取り消して、二重支払いの問題を引き起こす可能性もあります。

マジョリティ攻撃が成功すると、攻撃者が一部またはすべてのトランザクションの確認を阻止したり（トランザクションサービス拒否）、または他の一部またはすべてのマイナーによるマイニングを阻止したりすることも可能になり、いわゆるマイニング独占につながる可能性があります。

一方、ほとんどの攻撃では、攻撃者が他のユーザーのトランザクションを取り消すことはできませんし、他のユーザーがトランザクションを作成してネットワークにブロードキャストすることを攻撃者が阻止することもできません。また、ブロックの報酬を変更したり、何もないところからトークンを作成したり、攻撃者のものではないトークンを盗んだりすることも不可能です。


51% の攻撃の可能性はどのくらいですか?​

ブロックチェーンはノードの分散ネットワークによって維持されるため、すべての参加者が合意に達するプロセスで協力します。これが、ブロックチェーンが一般的により安全である理由の 1 つです。ネットワークが大規模であればあるほど、攻撃やデータ破損に対する防御力が高まります。

また、Proof-of-Work ブロックチェーンに関しては、マイナーのハッシュ レートが高いほど、次のブロックの効率的なソリューションを見つけられる可能性が高くなります。これは真実です。マイニングには無数のハッシュ試行が含まれ、コンピューティング能力が高いほど、1 秒あたりより多くの試行を実行できることを意味します。初期のマイナーの中にはビットコイン ネットワークに参加し、その成長とセキュリティに貢献した人もいます。通貨としてのビットコインの価格が上昇し続ける中、多くの新規マイナーがブロック報酬（現在はブロック当たり12.5ビットコインに設定されている）を求めて競争する目的でシステムに参入している。この競争の存在は、ビットコインが安全である理由の1つです。マイナーが誠実に行動し、ブロック報酬を受け取るために努力しなければ、多額のリソースを投資するインセンティブはありません。

したがって、ビットコイン ネットワークのサイズが大きいため、51% 攻撃が発生する可能性は低くなります。ブロックチェーンが十分に大きくなると、1 人の個人またはグループが他のすべての参加者を圧倒するのに十分なコンピューティング能力を獲得する可能性は、すぐに非常に低いレベルに低下します。

さらに、チェーンが成長するにつれて、以前に確認されたブロックはすべて暗号証明によってリンクされているため、変更することがますます困難になります。同様に、ブロックに含まれる確認が多いほど、そのブロック内のトランザクションを変更または取り消すコストも高くなります。したがって、攻撃が成功しても、最後の数ブロックのトランザクションが短期間だけ変更される可能性があります。

次に、悪意のある存在が利益を得るためではなく、コストに関係なくネットワークを破壊するためにビットコイン ネットワークを攻撃した場合を想像してください。たとえ攻撃者がネットワークの侵害に成功したとしても、ビットコインのソフトウェアとプロトコルは攻撃に応じてすぐに変更され、適応します。これには、これらの変更に同意するために他のネットワーク ノードからのコンセンサスが必要ですが、状況が緊急であれば、プロセスは迅速に完了できます。ビットコインは攻撃に対する耐性が高く、現存する仮想通貨の中で最も安全で信頼性が高いと考えられています。​

攻撃者がビットコイン ネットワークの他の部分よりも多くのコンピューティング能力を獲得することは非常に困難ですが、小規模な暗号通貨であればそれほど困難ではありません。ビットコインと比較して、アルトコインはブロックチェーンを保護するためのハッシュパワーが比較的低いです。 51% 攻撃が実際に発生するのに十分な低さです。ほとんどの攻撃の対象となっている暗号通貨の有名な例としては、モナコイン、ビットコイン ゴールド、および ZenCash があります。