Что такое атака 51%?

Введение

Прежде чем мы рассмотрим атаку 51%, крайне важно хорошо разбираться в системах майнинга и блокчейна.

Одной из главных сильных сторон Биткойна и блокчейна, лежащей в их основе технологии, является децентрализованный характер создания и способность позволить любому проверить данные. Децентрализация узлов гарантирует соблюдение правил протокола и согласие всех участников относительно текущего состояния блокчейна. Это означает, что большинство узлов должны регулярно находить консенсус относительно майнинга: используемой версии программного обеспечения, достоверности транзакций и т. д.

Алгоритм консенсуса Биткойн (Proof of Work) гарантирует, что майнеры смогут проверить новый блок транзакций только в том случае, если узлы сети коллективно согласны с тем, что хэш блока, предоставленный майнером, является точным (хеш блока доказывает, что майнер сделал достаточно поработал и нашел решение проблемы с блоком).

Инфраструктура блокчейна, как крупная действующая децентрализованная и распределенная система, не позволяет любому централизованному субъекту использовать сеть в своих целях. Именно по этой причине в сети Биткойн нет единого авторитета.

Майнинг (в системах PoW) требует огромного количества электроэнергии и вычислительных ресурсов. Действительно, производительность майнера зависит от объема его вычислительной мощности: скорости хеширования. Существует множество узлов майнинга, расположенных во многих местах по всему миру, которые соревнуются за право найти хэш, который сделает следующий блок действительным, и, таким образом, получить вознаграждение, состоящее из вновь сгенерированных биткойнов.

В таком контексте скорость хэширования распределяется по разным узлам мира: эта скорость не контролируется одним объектом. По крайней мере в теории.

Но что происходит, когда скорость хеширования больше не распределяется должным образом? Например, что произойдет, если организации или организации удастся получить более 50% скорости хэширования? Одним из возможных последствий является то, что мы называем атакой 51% или атакой большинства.

Что такое атака 51%?

Атака 51% — это потенциальная атака на блокчейн, при которой одна организация/организация получает большую часть скорости хэширования сети, что приводит к нарушению работы сети. В таком случае злоумышленник будет иметь достаточную скорость хеширования, чтобы исключить или изменить транзакции. Он также мог отменить уже совершенные транзакции и, таким образом, произвести двойные расходы.

Успешная мажоритарная атака также позволит злоумышленнику предотвратить проверку всех транзакций (отказ в обслуживании или транзакциях) или запретить майнерам участвовать в майнинге, что приведет к монополии на вычислительную мощность.

Однако мажоритарная атака не позволит злоумышленнику отменить транзакции других пользователей или предотвратить создание и распространение транзакций по сети. Изменение вознаграждения за блок, создание монет с нуля или кража монет, не принадлежащих злоумышленнику, также считаются невозможными.

Какова вероятность атаки 51%?

Поскольку блокчейн поддерживается распределенной сетью узлов, все участники фактически сотрудничают в процессе достижения консенсуса. Именно по этой причине уровень безопасности в блокчейне настолько высок. Чем больше сеть, тем выше защита от атак и повреждения данных.

Когда дело доходит до блокчейнов Proof of Work, чем большей вычислительной мощностью обладает майнер, тем больше у него шансов найти решение для следующего блока. Это правда, потому что майнинг предполагает большое количество попыток хеширования, а большая вычислительная мощность означает больше попыток в секунду. Несколько первых майнеров присоединились к сети Биткойн, чтобы внести свой вклад в ее рост и безопасность. С ростом цен на биткойн как валюту в систему вошли многие новые майнеры, чтобы конкурировать за вознаграждение за блок (в настоящее время оно составляет 6,25 BTC за блок). Эта постоянная конкуренция является одной из причин безопасности сети Биткойн. У майнеров нет стимула инвестировать большие объемы ресурсов, кроме как действовать честно и пытаться получить вознаграждение за блок.

Таким образом, атака 51% на Биткойн маловероятна из-за масштабов сети. Как только блокчейн станет достаточно большим, вероятность того, что одна организация или организация получит достаточную вычислительную мощность, чтобы сокрушить всех остальных участников, будет очень и очень низкой.

Кроме того, модификация ранее подтвержденных блоков становится все более сложной по мере роста цепочки, поскольку все блоки связаны криптографическими доказательствами. По той же причине, чем больше подтверждений имеет блок, тем выше затраты на изменение или отмену транзакций. Таким образом, успешная атака, скорее всего, изменит транзакции только нескольких последних блоков на короткий период времени.

Чтобы пойти еще дальше, давайте представим себе сценарий, в котором злоумышленник не руководствуется целью получения прибыли и решает атаковать сеть Биткойн только 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 узлов сети прийти к консенсусу и принять эти изменения, но в чрезвычайной ситуации это, скорее всего, произойдет очень быстро. Биткойн обладает высокой устойчивостью к атакам и считается самой безопасной и надежной доступной криптовалютой.

Хотя злоумышленнику довольно сложно получить большую вычислительную мощность, чем остальная часть сети Биткойн, этого не так сложно добиться и для криптовалют с более низкой капитализацией. По сравнению с биткойнами, альткойны имеют относительно низкую мощность хеширования для защиты своей цепочки блоков, настолько низкую, что возможны атаки 51%. Яркие примеры криптовалют, ставших жертвами массовых атак, включают Monacoin, Bitcoin Gold и ZenCash.