Що Таке Атака На Блокчейн 51%?

- По суті, «атака 51%» відбувається, коли один майнер або група майнерів контролює більшість монет на блокчейні Proof of Stake.

- Атака 51%, мабуть, є найбільшою загрозою для блокчейну взагалі.

- Атака 51% відбувається, коли один майнер або група майнерів отримує або купує достатню потужність хешування, щоб отримати контроль над 51% або більше в мережі блокчейну, що призводить до подвійної витрати залученої криптовалюти.

- Атака 51% на Біткойн не увінчалася успіхом, але була можлива в інших мережах альткойнів з меншою потужністю хешування та поганою безпекою мережі.

Ключові слова: 51% атака, Біткойн , блокчейн, атака, Ethereum.

SwissBorg

Блокчейни - це системи обліку, які записують і зберігають дані. Блокчейн — це, по суті, список транзакцій, які постійно оновлюються та переглядаються. Ключовою особливістю блокчейну є те, що він складається з децентралізованої мережі вузлів (важливий компонент забезпечення децентралізації та безпеки криптовалюти).

Децентралізована мережа блокчейн — це мережа, в якій ніхто не контролює її. Блокчейн має бути децентралізованим, оскільки всі учасники мають погодитися з його поточним станом. Достовірність стану блоку можна гарантувати, вимагаючи погодження всієї мережі розподілених учасників.

Ви можете сприймати це як запит на рекомендації щодо фільмів. Хтось може сказати, чи хороший той чи інший фільм, а фільм все одно може бути жахливим. Якби ви запитали 1000 людей про фільм, і всі вони відповіли «так», то було б більше шансів, що фільм хороший, оскільки його було б одноголосно підтверджено. Блокчейн для підтвердження роботи, такий як Біткойн, використовує консенсус, щоб гарантувати, що майнери можуть підтвердити новий блок транзакцій, лише якщо всі вузли мережі погоджуються з дійсністю блоку. Алгоритми консенсусу блокчейну схожі на прискіпливих кінокритиків: вони дивляться фільм, лише якщо є консенсус, що він хороший. Але алгоритм консенсусу запитує лише «всіх», незалежно від кількості людей. Алгоритм погодиться, якщо більшість погодиться, що фільм був хорошим.

Що відбувається під час майнінгу

Як згадувалося вище, «кожен» у блокчейні PoW відноситься до всіх вузлів майнінгу, або «майнерів». Майнер конкурує з іншим майнером, використовуючи свої машини, щоб створити хеш з такою ж кількістю нулів, як і цільовий хеш (код, який майнер повинен обіграти). В обмін на безкоштовну криптовалюту та комісію за транзакції, переможець конкурсу повинен знайти цільовий хеш, щоб заповнити новий блок даними транзакції.

Майнінг-машини з більшою ймовірністю перевершать цільовий хеш, якщо вони мають вищий хешрейт (здатний обробляти більше хешів за секунду). Це тому, що вони виробляють більше хешів за секунду. Система подібна до лотереї, оскільки той, у кого 10 000 квитків, має більше шансів виграти, ніж той, у кого лише п’ять квитків.

Але що станеться, якщо зловмиснику вдасться отримати контроль над хешрейтом?

Під час атаки 51% одна сторона контролює більшу частину хешрейту, що потенційно може порушити мережу блокчейну. Якби це сталося, зловмисник мав би достатньо потужності для майнінгу, щоб навмисно змінювати або виключати транзакції. Крім того, скасування транзакції, здійснених, коли вони були під контролем, також може призвести до подвійних витрат.

Зловмисник, який досягає успіху в атаці більшості, може запобігти підтвердженню деяких або всіх транзакцій (відмова в обслуговуванні транзакцій) або запобігти майнінгу будь-яким або всім іншим майнерам, що призведе до монополії майнінгу.

Однак зловмисник не зможе скасувати транзакцію від іншого користувача або запобігти трансляції транзакцій у мережу за допомогою атаки більшості. Нагорода за блок також може бути змінена в майбутньому. Крім того, монети можуть бути створені з повітря або вкрадені, які не належали зловмиснику.

Immunebytes

Яка ймовірність атаки 51%?

Оскільки розподілена мережа вузлів підтримує блокчейн, для досягнення консенсусу потрібна співпраця всіх учасників. Як наслідок, вони часто вважаються дуже безпечними. У результаті дані, швидше за все, будуть захищені від атак і пошкодження у великій мережі.

Чим вище хешрейт майнера, тим більша ймовірність, що він знайде правильне рішення для наступного блоку. Причина в тому, що майнінг включає в себе велику кількість хешування, а більша обчислювальна потужність означає більше спроб в секунду. Кілька ранніх майнерів зробили внесок у зростання та безпеку мережі Біткойн. Оскільки вартість Біткойна зростала, в систему увійшли численні нові майнери, які намагалися отримати винагороду за блок (наразі 6,25 BTC за блок). Безпека Біткойна багато в чому зберігається завдяки цій конкуренції. Майнери не мотивовані інвестувати великі обсяги ресурсів, для того, щоб діяти нечесно і не прагнучи отримати винагороду за блок.

Це робить малоймовірним, що атака 51% станеться з Біткойном через розмір мережі. Крім того, ризик того, що одна людина або група отримає достатньо обчислювальної потужності, щоб перевантажити всіх інших учасників, швидко знижується, як тільки блокчейн досягає великого розміру.

У міру зростання ланцюжка зміна раніше підтверджених блоків стає дедалі складнішим, оскільки всі вони пов’язані криптографічними доказами. Чим вища кількість підтверджень блоку, тим вище вартість зміни або повернення транзакцій у цьому блоці. Таким чином, успішна атака, ймовірно, зможе вплинути на транзакції кількох нещодавно завершених блоків лише на короткий час.

Уявімо собі сценарій, за яким зловмисний суб’єкт не мотивується прибутком і намагається за будь-яку ціну знищити мережу Біткойна. Незалежно від того, чи зловмисник порушить роботу мережі, програмне забезпечення та протокол Біткойна будуть змінені та адаптовані протягом кількох секунд. Якщо станеться надзвичайна ситуація, інші вузли мережі, ймовірно, досягнуть консенсусу та дуже швидко погодяться на ці зміни. Біткойн є одним з найбільш безпечних і надійних криптовалют і вважається дуже стійким до атак.

Хоча зловмиснику важко отримати більше обчислювальної потужності, в мережі Біткойна, це не так складно для менших криптовалют. Кількість обчислювальної потужності, яка захищає блокчейн альткойнів, відносно низька в порівнянні з Біткойном. 51% атак можливі, коли поріг досить низький. Monacoin, Bitcoin Gold і ZenCash — це кілька прикладів криптовалют, які зазнали атаки більшості.

Приклади 51% атак

Оскільки придбати таку потужність хешування надзвичайно дорого, основні криптовалюти, такі як Bitcoin або Ethereum, навряд чи постраждають від атаки 51%. Ось чому атаки 51% можуть бути успішними лише на менші криптовалюти з меншою кількістю вузлів майнінгу.

Іншим фактором є тип обладнання для майнінгу, оскільки мережі, захищені ASIC, менш вразливі, ніж ті, які можуть використовувати графічні процесори. З NiceHash атаки 51% можливі лише з орендованою потужністю хешування, особливо в менших мережах, що працюють виключно на GPU.

Наприклад, Bitcoin Gold, 26-та за популярністю криптовалюта на той час, зазнала атаки 51% у травні 2018 року. Незважаючи на те, що Bitcoin Gold неодноразово намагалися підвищити пороги обміну, зловмисникам вдалося подвоїти витрати на кілька днів, вкравши понад 18 мільйонів доларів у Bitcoin Gold. Bitcoin Gold знову зламали в 2020 році.

У тому ж році Ethereum Classic, менша версія блокчейну смарт-контрактів, тричі зазнала атаки 51%. Віталік Бутерін, засновник Ethereum, зазначив це як недолік мереж PoW, припустивши, що мережі Proof-of-Stake будуть менш вразливими.

GHash.IO: Інцидент

Наприкінці червня 2014 року майнінговий пул GHash.IO досяг рівня хешрейту близько 55% від Bitcoin протягом 24 годин. До цього моменту загроза атаки 51% була чисто гіпотетичною, особливо коли мова йшла про Біткойн. Але раптом це стало реальністю. За один місяць, хоча частка GHash.IO у хешрейті мережі залишалася понад 38%, ризик захоплення контролю одним майнером або пулом майнінгу залишався. В результаті цього GHash.IO погодився не працювати.

Більшість атак (51%) зазнають невдачі або тривають недовго. Оскільки група майнінгу не затримувала блокування та/або подвійні витрати на мережу, інцидент GHash.IO не був атакою 51%. Але з тих пір численні атаки 51% були виявлені на менші мережі, включаючи Ethereum Classic. На сьогоднішній день Біткойн залишається безпечним завдяки своєму величезному розміру та зобов’язанням спільноти будь-якою ціною зберегти мережу.

Що таке атака 34%.

Зловмисник, який використовує більше третини обчислювальної потужності мережі, може розкрити тангл, розподілений реєстр, який використовується для криптовалюти, такої як IOTA. Атака такого типу відома як атака 34%.

Які шанси атаки 51% на Біткойн?

Оскільки зібрати достатню кількість хеш-потужності та електроенергії для захоплення мережі надзвичайно дорого, успішна атака 51% малоймовірна. Для успішної атаки на Біткойн знадобиться приблизно десять тисяч найдосконаліших майнінгових установок станом на квітень 2022 року. Сторона, здатна здійснити подібну атаку, мабуть, матиме більше вигоди, якщо буде чесно майнити та збирати винагороду за блок.

Чи є способи запобігти атаці 51% на мережу?

Атаку 51% можна пом’якшити кількома способами в мережах PoW, хоча ризик неможливо усунути. Кожного разу, коли атака 51% є успішною, ASIC-майнери стають істотно дорожчими, припускаючи, що той самий алгоритм не копіює більші криптовалюти. Транзакції стають незворотними після того, як Bitcoin Cash запровадив свої контрольні точки з десяти блоків у певний час. Інші криптовалюти використовували ASIC-майнери, ChainLocks або змінили свої алгоритми консенсусу, щоб захистити свої мережі.

Чи вразливий Ethereum для атаки 51%?

Ті самі фактори, згадані вище для Біткоіна, не дозволяють Ethereum стати мішенню для атаки 51%. Хоча Ethereum – це менша мережа, вона все ще занадто велика, щоб бути простою метою атаки 51%. Крім того, коли Ethereum перейде на proof-of-stake, цей ризик зникне.

Фінальні думки

Коротше кажучи, DPoS (Proof of Stake) дозволяє будь-якому користувачеві, який має мінімальну частку в мережі, перевіряти блоки - еквівалент майнера в мережі Proof of Work.

У випадку з криптовалютою EOS, валідаторів обирає сама спільнота. EOS керує двадцять один валідатор. Спільнота мережі може швидко видалити їх, якщо дванадцять або більше з них почнуть співпрацювати, щоб взяти під контроль мережу. Цей метод допомагає запобігти 51% нападів. Це також запобігає подвійним витратам, оскільки правила їх видалення також записані в блокчейн.

Зрештою, 51% нападів залишаються можливими. Захищена мережа покладається на спільноту, яка стоїть за нею, щоб підтримувати незмінність і підтримувати децентралізацію.

Автор: Gate.io Спостерігач: М. Олатунджі

Відмова від відповідальності:

* Ця стаття представляє лише погляди спостерігачів і не містить жодних інвестиційних пропозицій.

*Gate.io залишає за собою всі права на цю статтю. Повторне розміщення статті буде дозволено за умови посилання на Gate.io. У всіх інших випадках буде подано судовий позов через порушення авторських прав.