Прежде чем мы обсудим, что такое «Атака 51%», важно хорошо понимать, что такое системы майнинга и блокчейна.

Одним из самых больших преимуществ Биткойна и его системы блокчейна является распределенный способ создания и проверки информации. Децентрализованная работа узлов гарантирует соблюдение правил протокола и согласие всех участников сети с текущим состоянием блокчейна. Это означает, что большинству узлов необходимо достичь консенсуса относительно процесса майнинга, версии программы, которую следует использовать, и проверки транзакций.

Алгоритм консенсуса Биткойна (Proof of Work) гарантирует, что майнеры смогут проверять новые блоки транзакций только в том случае, если узлы коллективно согласны с тем, что хеш блока, предоставленного майнером, верен (например, хеш блока подтверждает, что майнер приложил достаточно усилий усилия и нашел решение проблемы в этом блоке).

Структура блокчейна – децентрализованная и распределенная – не позволяет любому централизованному субъекту использовать сеть в своих целях, и это причина, по которой в сети Биткойн нет доминирующего органа власти.

Процесс майнинга в системах Proof of Work требует огромного использования энергии и вычислительных ресурсов. Таким образом, производительность майнера рассчитывается по количеству имеющейся у него вычислительной мощности, которую обычно называют хеш-мощностью или хэш-рейтом. В разных местах есть несколько узлов майнинга, и они соревнуются за поиск следующего действительного хеша блока, и в случае успеха они награждаются новыми единицами биткойнов.

В этом контексте мощность майнинга распределяется между несколькими узлами по всему миру, а это означает, что скорость хеширования не находится в руках одного объекта. По крайней мере, это не то, что вы ожидаете.

Но что произойдет, если скорость хеширования перестанет распределяться равномерно? Что происходит, когда, например, одному субъекту или организации удается получить более 50% всей хеш-мощности? Одним из возможных последствий является то, что мы называем атакой 51%, также известной как атака большинства.

Что такое атака 51%?

Атака 51% может быть осуществлена ​​против Биткойна или любой другой сети блокчейнов, в которой один объект или организация может контролировать большую часть скорости хэширования, потенциально вызывая и используя сбои системы. Другими словами, у атакующего агента будет достаточно мощности майнинга, чтобы намеренно удалить или изменить порядок транзакций.

Атака такого уровня позволяет злоумышленникам откатывать транзакции, которые они совершили, находясь под контролем, что может привести к проблеме двойных расходов. Атака с успехом 51% также позволит мошеннику предотвратить подтверждение некоторых или всех транзакций (процесс, известный как атака отказа в обслуживании) или помешать некоторым или всем майнерам продолжать свою работу, что приведет к тому, что мы называем монополией на майнинг. добыча полезных ископаемых.

С другой стороны, есть некоторые вещи, которые атака 51% не может сделать, например, отменить транзакции других пользователей или предотвратить создание и передачу в сеть новых транзакций. Кроме того, злоумышленник не способен создавать новые монеты из воздуха, изменять вознаграждение за блок или красть монеты, которые ему никогда не принадлежали. 

Насколько вероятна атака 51%?

Поскольку блокчейн поддерживается сетью распределенных узлов, все участники сотрудничают в достижении консенсуса. Это одна из основных причин, почему сети блокчейнов считаются безопасными. Чем больше сеть, тем лучше ее защита от атак и подделки данных.

В сетях блокчейна, использующих алгоритм Proof of Work, чем больше хэшрейт у майнера, тем больше у него шансов найти валидное решение для следующего блока. Это подтверждается тем, что майнинг предполагает большое количество попыток решения расчета, и чем больше вычислительная мощность, тем больше попыток в секунду и тем больше шансов найти результат. Несколько майнеров присоединились к сети Биткойн, пытаясь внести свой вклад в ее рост и безопасность. Со временем рост цены Биткойна как валюты привел к тому, что к сети присоединилось множество новых майнеров, чтобы побороться за вознаграждение за решение криптографических задач (в настоящее время 12,5 BTC за блок). Этот очень конкурентный сценарий является одной из причин, почему сеть Биткойн становится очень безопасной. Майнерам не рекомендуется инвестировать ресурсы, если они не конкурируют честно и справедливо в попытке получить вознаграждение.

Таким образом, атака 51% на Биткойн весьма маловероятна из-за масштабов сети. Как только блокчейн становится достаточно большим, инвестиции, необходимые одному человеку или группе для получения достаточной вычислительной мощности для доминирования над всеми остальными участниками, достигают недостижимого уровня. 

Более того, по мере роста сети изменять ранее подтвержденные блоки становится все сложнее, поскольку все блоки связаны криптографическими доказательствами. По той же причине, чем больше подтверждений имеет блок, тем выше затраты на изменение или отмену его транзакций. Таким образом, успешная атака, вероятно, сможет изменить самые последние транзакции блоков только на короткий период времени.

Двигаясь дальше, давайте представим себе сценарий, в котором злоумышленник не руководствуется целью получения прибыли, а решает атаковать Биткойн, просто чтобы уничтожить его, не заботясь о затратах. Даже если атаке удастся нарушить функционирование сети, программа Биткойн и ее протокол будут быстро изменены и адаптированы для реагирования на атаку. Это потребует от других узлов сети достижения консенсуса для внесения изменений, но вряд ли это станет проблемой в чрезвычайной ситуации. Таким образом, Биткойн очень устойчив к атакам и считается самой безопасной и надежной криптовалютой из существующих.

Хотя кому-либо будет очень сложно получить большую вычислительную мощность, чем остальная часть сети Биткойн, этого можно достичь, когда речь идет о небольших криптовалютах. По сравнению с Биткойном, альткойны обычно обладают небольшой вычислительной мощностью, защищающей их блокчейны. Достаточно немного, чтобы активировать атаку 51%. Некоторые известные примеры криптовалют, ставших жертвами этой атаки, включают Monacoin, Bitcoin Gold и ZenCash.