вступ

Перш ніж ми подивимося на атаку 51%, дуже важливо добре розуміти майнінг і системи на основі блокчейну.

Однією з головних сильних сторін біткойна та блокчейну, базової технології, є децентралізований характер створення та його здатність дозволяти будь-кому перевіряти дані. Децентралізація вузлів гарантує дотримання правил протоколу та погодження всіх учасників щодо поточного стану блокчейну. Це означає, що більшість вузлів повинні регулярно знаходити консенсус щодо майнінгу: версії програмного забезпечення, що використовується, дійсності транзакцій тощо.

Алгоритм консенсусу біткойн (Proof of Work) гарантує, що майнери зможуть перевірити новий блок транзакцій, лише якщо вузли в мережі колективно погодяться, що хеш блоку, наданий майнером, правильний (хеш блоку доводить, що майнер виконав достатньо роботи та знайшов рішення проблеми блоку). 

Інфраструктура блокчейну, як велика децентралізована та розподілена система, не дозволяє жодній централізованій організації використовувати мережу для власних цілей. Саме тому немає єдиного авторитету в мережі Bitcoin.

Майнінг (у системах PoW) вимагає величезної кількості електроенергії та обчислювальних ресурсів. Насправді продуктивність майнера залежить від обчислювальної потужності, якою він володіє: хешрейту. Існує багато майнінгових вузлів, розташованих у багатьох місцях по всьому світу, які змагаються за те, хто наступним знайде хеш, який робить наступний блок дійсним, і таким чином отримає винагороду, що складається з нещодавно згенерованих біткойнів.

У такому контексті швидкість хешування розподіляється між різними вузлами в світі: ця швидкість не контролюється однією організацією. Принаймні в теорії.

Але що відбувається, коли хешрейт більше не розподіляється належним чином? Що станеться, наприклад, якби суб’єкту чи організації вдалося отримати більше 50% хеш-рейту? Одним із можливих наслідків є те, що ми називаємо атакою 51% або атакою більшості.

Що таке атака 51%?

Атака 51% — це потенційна атака на блокчейн, коли одна юридична особа/організація отримує більшу частину швидкості хешування мережі, що спричиняє збої в роботі мережі. У такому сценарії зловмисник матиме достатній рівень хешування, щоб виключити або змінити транзакції. Це також може скасувати транзакції, які він уже здійснив, і таким чином призвести до подвійних витрат.

Успішна мажоритарна атака також дозволить зловмиснику запобігти перевірці всіх транзакцій (відмова в послугах або транзакціях) або перешкодити майнерам брати участь у майнінгу, що призведе до монополії на обчислювальну потужність.

Однак мажоритарна атака не дозволить зловмиснику відкотити транзакції інших користувачів або запобігти створенню та трансляції транзакцій у мережі. Зміна винагороди за блок, створення монет з нуля або викрадення монет, які не належать зловмиснику, також вважаються неможливими.

Яка ймовірність атаки 51%? 

Оскільки блокчейн підтримується розподіленою мережею вузлів, усі учасники ефективно співпрацюють у процесі досягнення консенсусу. Ось чому рівень безпеки в блокчейні такий високий. Чим більша мережа, тим кращий захист від атак і пошкодження даних.

Що стосується блокчейнів Proof of Work, то чим більшою обчислювальною потужністю володіє майнер, тим більші його шанси вирішити наступний блок. Це правда, оскільки майнінг передбачає велику кількість спроб хешування, а більша обчислювальна потужність означає більше спроб на секунду. Кілька перших майнерів приєдналися до мережі Bitcoin, щоб сприяти її зростанню та безпеці. Із зростанням ціни на біткойн як валюту багато нових майнерів увійшли в систему, щоб конкурувати за винагороду за блок (наразі встановлено 6,25 BTC за блок). Ця постійна конкуренція є однією з причин безпеки мережі Bitcoin. Майнери не мають жодного стимулу інвестувати великі обсяги ресурсів, окрім як діяти чесно та намагатися отримати винагороду за блок.

Таким чином, атака 51% на біткойн малоймовірна через масштаб мережі. Коли блокчейн стає достатньо великим, ймовірність того, що будь-яка організація чи організація отримає достатньо обчислювальної потужності, щоб розгромити всіх інших учасників, є дуже, дуже низькою.

Крім того, модифікувати раніше підтверджені блоки стає дедалі складніше, оскільки ланцюжок зростає, оскільки всі блоки пов’язані криптографічними доказами. З тієї ж причини, чим більше підтверджень має блок, тим вищі витрати на зміну або скасування транзакцій. Таким чином, успішна атака, швидше за все, зможе змінити транзакції з кількох останніх блоків протягом короткого періоду часу.

Щоб розібратися далі, уявімо сценарій, коли зловмисник не мотивований прибутком і вирішує атакувати мережу біткойн виключно для того, щоб знищити її, незалежно від ціни. Навіть якщо зловмиснику вдасться порушити роботу мережі, програмне забезпечення та протокол біткойн швидко зміняться та адаптуються у відповідь на цю атаку. Це вимагатиме від інших вузлів у мережі досягнення консенсусу та прийняття цих змін, але це, ймовірно, станеться дуже швидко в надзвичайній ситуації. Біткойн має високу стійкість до атак і вважається найбільш безпечною та надійною доступною криптовалютою. 

Хоча зловмиснику досить важко отримати обчислювальну потужність за межі решти мережі біткойн, цього не так складно досягти для криптовалют з меншою капіталізацією. Порівняно з біткойнами, альткоїни мають відносно низьку потужність хешування для захисту свого блокчейну, достатньо низьку, щоб можлива атака 51%. Примітні приклади криптовалют, які стали жертвами атак більшості, включають Monacoin, Bitcoin Gold і ZenCash.