Introdução

Antes de mergulharmos nos ataques de 51%, é necessário examinar mais de perto a mineração e os sistemas baseados em blockchain.

Uma das principais vantagens do Bitcoin e de sua tecnologia blockchain subjacente é a natureza distribuída da construção e verificação de dados. O trabalho descentralizado dos nós garante a conformidade com as regras do protocolo e garante que todos os participantes da rede concordem com o estado atual do blockchain. Isto significa que a maioria dos nós precisa concordar regularmente sobre o processo de mineração, a versão do software utilizada, a validade das transações, etc.

O algoritmo de consenso do Bitcoin (prova de trabalho) garante que os mineradores só poderão reivindicar o bloco se os nós da rede concordarem unanimemente que o valor do hash do bloco que eles fornecem é preciso (ou seja, o valor do hash do bloco prova que a carga de trabalho do minerador é suficiente e o valor do hash do bloco é preciso). Somente quando uma solução eficaz para o problema for encontrada) o novo bloco de transação poderá ser verificado.​

Como um livro-razão descentralizado e um sistema distribuído, a infraestrutura blockchain impede que qualquer entidade centralizada use a rede para seus próprios fins, razão pela qual não existe uma autoridade única na rede Bitcoin.

Como o processo de mineração (em sistemas baseados em PoW) envolve o investimento de grandes quantidades de eletricidade e recursos computacionais, o desempenho de um minerador depende do poder computacional que possui, que é frequentemente chamado de poder de hash ou taxa de hash. Existem muitos nós participando de atividades de mineração e eles estão distribuídos em locais diferentes. Esses nós competem entre si porque todos desejam ser o próximo nó a encontrar um valor de hash de bloco válido e receber a recompensa Bitcoin recém-gerada.

Como resultado, o poder de mineração é distribuído por diferentes nós ao redor do mundo, o que significa que a taxa de hash não é mantida por uma única entidade. Pelo menos não deveria ser.

Mas o que acontece se a taxa de hash estiver mal distribuída? Por exemplo, e se uma entidade ou organização tivesse acesso a mais de 50% do poder de hashing? Uma das possíveis consequências é o que chamamos de ataque de 51%, também conhecido como ataque majoritário.


O que é um ataque de 51%?

Um ataque de 51% é um ataque potencial a uma rede blockchain na qual uma única entidade ou organização é capaz de controlar a maior parte da taxa de hash, potencialmente interrompendo a rede. Neste ponto, o invasor terá poder de mineração suficiente para excluir ou modificar deliberadamente a ordem das transações. Eles também podem reverter transações que foram feitas sem controlar a rede, levando a um problema de gasto duplo.

Um ataque majoritário bem-sucedido também poderia permitir ao invasor impedir que algumas ou todas as transações fossem confirmadas (negação de serviço de transação) ou impedir que alguns ou todos os outros mineradores minerassem, levando ao chamado monopólio de mineração.

Por outro lado, a maioria dos ataques não permite que um invasor desfaça as transações de outros usuários, nem permite que um invasor impeça outros de criar e transmitir transações para a rede. Também é impossível alterar as recompensas do bloco, criar tokens do nada ou roubar tokens que não pertencem ao invasor.


Qual a probabilidade de um ataque de 51%?​

Como o blockchain é mantido por uma rede distribuída de nós, todos os participantes cooperam no processo de obtenção de consenso. Esta é uma das razões pelas quais o blockchain é geralmente mais seguro. Quanto maior for a rede, maiores serão as suas defesas contra ataques e corrupção de dados.

E em relação aos blockchains de prova de trabalho, quanto maior a taxa de hash de um minerador, maior a chance de encontrar uma solução eficiente para o próximo bloco. Isso é verdade porque a mineração envolve inúmeras tentativas de hashing, e maior poder de computação significa que mais tentativas podem ser feitas por segundo. Alguns dos primeiros mineiros aderiram à rede Bitcoin e contribuíram para o seu crescimento e segurança. À medida que o preço do Bitcoin como moeda continua a subir, muitos novos mineradores estão entrando no sistema com a intenção de competir por recompensas em bloco (atualmente fixadas em 12,5 Bitcoins por bloco). A existência desta competição é uma das razões pelas quais o Bitcoin é seguro. Os mineiros não teriam incentivos para investir recursos significativos se não agissem honestamente e não se esforçassem para receber recompensas em bloco.

Portanto, é improvável que ocorra um ataque de 51% devido ao tamanho maior da rede Bitcoin. Quando uma blockchain se torna grande o suficiente, a probabilidade de uma única pessoa ou grupo ganhar poder computacional suficiente para sobrecarregar todos os outros participantes cai rapidamente para níveis extremamente baixos.

Além disso, à medida que a cadeia cresce, torna-se cada vez mais difícil alterar blocos previamente confirmados porque todos estão ligados por provas criptográficas. Da mesma forma, quanto mais confirmações um bloco tiver, maior será o custo de alteração ou reversão de transações dentro dele. Portanto, um ataque bem-sucedido só poderá modificar as transações dos últimos blocos por um curto período de tempo.

A seguir, imagine se uma entidade maliciosa atacasse a rede Bitcoin não para obter lucro, mas simplesmente para destruí-la, não importa o custo. Mesmo que um invasor consiga comprometer a rede, o software e o protocolo Bitcoin serão rapidamente modificados e adaptados em resposta ao ataque. Isto requer consenso de outros nós da rede para chegar a acordo sobre estas mudanças, mas se a situação for urgente, o processo pode ser concluído rapidamente. O Bitcoin é altamente resistente a ataques e é considerado a criptomoeda mais segura e confiável que existe.​

Embora seja muito difícil para um invasor obter mais poder computacional do que o resto da rede Bitcoin, é muito menos desafiador com criptomoedas menores. Em comparação com o Bitcoin, as altcoins têm relativamente menos poder de hash para proteger suas blockchains. Baixo o suficiente para que um ataque de 51% realmente ocorra. Alguns exemplos famosos de criptomoedas que foram sujeitas à maioria dos ataques são Monacoin, Bitcoin Gold e ZenCash.