Что такое атака 51%?

Представлять

Прежде чем углубляться в концепцию атаки 51%, нам необходимо узнать о процессе добычи криптовалюты и системах блокчейна.

Одной из основных сильных сторон технологии Биткойн и блокчейн является децентрализованный характер построения и проверки данных. Децентрализованные узлы всегда обеспечивают соблюдение правил протокола и согласие всех участников относительно текущего состояния блокчейна. Это означает, что большинству узлов необходимо регулярно достигать консенсуса относительно процесса майнинга, используемой версии программного обеспечения, достоверности транзакций и т. д.

Алгоритм консенсуса Биткойна (Proof of Work — Proof of Work) отвечает за то, чтобы майнерам было разрешено подтверждать новый блок, содержащий транзакции, только в том случае, если они получили консенсус от большинства узлов в системе блоков относительно точности хэш-цепочки этого блока. (например, хэш-цепочка доказывает, что майнер проделал достаточную работу и нашел подходящее решение проблемы этого блока). 

Инфраструктура блокчейна, такая как распределенный реестр и распределенная система, не позволяет централизованным организациям присоединяться к сети для выполнения работы в своих целях. Потому что в системе Биткойн нет человека с более высокими полномочиями по принятию решений, чем у других участников.

Процесс майнинга/криптовалюты (в системах, использующих механизм консенсуса PoW) требует довольно больших инвестиций в электроэнергию и вычислительную мощность. Таким образом, производительность майнера будет зависеть от вычислительной мощности, которой он обладает, также известной как хеш-мощность или хэш-скорость. В такой системе существует множество майнерских узлов из разных регионов, эти узлы конкурируют друг с другом в поиске действительных хеш-цепочек для получения вознаграждений в виде вновь сгенерированных биткойн-единиц.

В таких условиях вычислительная энергия будет распределяться между узлами достаточно равномерно, а не концентрироваться на каком-то одном объекте. По крайней мере, так должно быть.

Однако вопрос в том, что произойдет, когда скорость хэширования перестанет быть децентрализованной? Что, если одна организация или организация сможет собрать более 50% вычислительной мощности всей системы? Это то, что мы называем атакой 51% или атакой большинства.

Что такое атака 51%?

Атака 51% — это потенциальная атака на сеть блокчейна, где одна организация или организация может контролировать большую часть скорости хеширования, что потенциально может привести к сбоям в работе сети. В таком случае у злоумышленника будет достаточно мощности майнинга, чтобы намеренно исключить или изменить порядок транзакций. Эта атака позволяет злоумышленникам отменить транзакции и вызвать двойные расходы.

Если атака успешна, злоумышленник может предотвратить подтверждение некоторых или всех транзакций (также известный как отказ в обслуживании транзакций) или запретить работу другим майнерам, что приводит к форме монопольной эксплуатации.

Однако эта форма атаки не позволяет злоумышленнику отменить транзакции других пользователей или предотвратить транзакции, объявленные в сети. Кроме того, злоумышленнику практически невозможно изменить вознаграждение за блок, создать по своему желанию новые фальшивые монеты или украсть монеты, которыми он не владеет.

Как происходит атака 51%? 

Поскольку блокчейн поддерживается распределенной сетью узлов, все участники сотрудничают в процессе достижения консенсуса. Это одна из причин, почему блокчейн обеспечивает высокий уровень безопасности. Чем больше сеть, тем сильнее защита от атак и повреждения данных.

Когда дело доходит до блокчейнов Proof of Work, чем больше хешрейт у майнера, тем выше вероятность найти действительное решение для следующего блока. Это правда, потому что майнинг криптовалюты, по сути, требует бесчисленное количество попыток хэш-цепочки, а большая вычислительная мощность означает больше попыток в секунду. Некоторые из первых майнеров присоединились к сети Биткойн, чтобы внести свой вклад в ее развитие и безопасность. С ростом цен на биткойн как валюту в систему вошли многие новые майнеры, чтобы побороться за вознаграждение за блок (в настоящее время оно составляет 12,5 BTC за блок). Такие конкурентные тенденции являются одной из причин безопасности Биткойна. У майнеров нет стимула инвестировать большие объемы ресурсов, если это не является актом честности и стремлением получить вознаграждение за блок.

Таким образом, атака 51% на Биткойн весьма маловероятна из-за размера сети. Когда блокчейн становится достаточно большим, вероятность того, что у одного человека или группы будет достаточно вычислительной мощности, чтобы сокрушить всех остальных участников, быстро падает до очень низкого уровня.

Более того, изменение ранее подтвержденных блоков становится все более трудным по мере роста цепочки, поскольку все блоки связаны криптографическими доказательствами. По той же причине, чем больше подтверждений имеет блок, тем выше стоимость изменения или отмены транзакций в нем. Таким образом, успешная атака может изменить транзакции только нескольких последних блоков за короткий период времени.

Идя дальше, представьте себе сценарий, в котором злоумышленник не руководствуется целью получения прибыли и решает атаковать сеть Биткойн просто для того, чтобы уничтожить ее, независимо от стоимости. Даже если злоумышленнику удастся нарушить работу сети, программное обеспечение и протокол Биткойна будут быстро изменены и адаптированы в ответ на эту атаку. Это потребует от других сетевых узлов достижения консенсуса и согласия по этим изменениям, но в чрезвычайной ситуации это может произойти очень быстро. Биткойн очень устойчив к атакам и сегодня считается самой безопасной и заслуживающей доверия криптовалютой. 

Хотя злоумышленнику довольно сложно получить большую вычислительную мощность, чем остальная часть сети Биткойн, это не так уж сложно сделать и с меньшими криптовалютами. По сравнению с биткойнами, альткойны имеют относительно низкую мощность хеширования для защиты своей цепочки блоков. Этот показатель достаточно низок, поэтому на самом деле возможны атаки 51%. Несколько ярких примеров жертв массовых атак включают Monacoin, Bitcoin Gold и ZenCash.