Что такое атака 51%?

Введение

Прежде чем приступить к атаке 51%, крайне важно хорошо разбираться в майнинге и системах на основе блокчейна.

Одной из основных сильных сторон Bitcoin и его базовой технологии блокчейн является распределенная природа построения и проверки данных. Децентрализованная работа узлов гарантирует соблюдение правил протокола и согласие всех участников сети с текущим состоянием блокчейна. Это означает, что большинству узлов необходимо регулярно достигать консенсуса относительно процесса майнинга, версии используемого программного обеспечения, действительности транзакций и т. д.

Алгоритм консенсуса Bitcoin (Proof of Work) гарантирует, что майнеры смогут проверить новый блок транзакций только в том случае, если узлы сети коллективно согласятся, что хэш блока, предоставленный майнером, является точным (т. е. хэш блока доказывает, что майнер проделал достаточную работу и нашел допустимое решение проблемы этого блока).

Инфраструктура блокчейна — как децентрализованный реестр и распределенная система — не позволяет какой-либо централизованной организации использовать сеть в своих целях, поэтому в сети Bitcoin нет единого органа управления.

Поскольку процесс майнинга (в системах на основе PoW) предполагает инвестирование огромных объемов электроэнергии и вычислительных ресурсов, производительность майнера основана на количестве его вычислительной мощности, и это обычно называется хэш-мощностью или хэш-рейтом. Существует множество майнинговых узлов в разных местах, и они конкурируют за то, чтобы быть следующими, кто найдет действительный хэш блока и будет вознагражден новыми сгенерированными биткоинами.

В таком контексте мощность майнинга распределена по разным узлам по всему миру, а это значит, что хэшрейт не находится в руках одного субъекта. По крайней мере, так не должно быть.

Но что происходит, когда хэшрейт больше не распределяется достаточно хорошо? Что происходит, если, например, одна организация или субъект может получить более 50% мощности хэширования? Одним из возможных последствий этого является то, что мы называем атакой 51%, также известной как атака большинства.

Что такое атака 51%?

Атака 51% — это потенциальная атака на сеть блокчейна, где один субъект или организация может контролировать большую часть хэшрейта, что может привести к сбою сети. В таком сценарии у злоумышленника будет достаточно мощности для майнинга, чтобы намеренно исключить или изменить порядок транзакций. Они также могут отменить транзакции, которые они совершили, находясь под контролем, что приведет к проблеме двойной траты.

Успешная атака большинства также позволит злоумышленнику предотвратить подтверждение некоторых или всех транзакций (отказ в обслуживании транзакций) или помешать некоторым или всем другим майнерам заниматься майнингом, что приведет к так называемой монополии на майнинг.

С другой стороны, атака большинства не позволит злоумышленнику отменить транзакции других пользователей или помешать созданию и трансляции транзакций в сети. Изменение награды за блок, создание монет из воздуха или кража монет, которые никогда не принадлежали злоумышленнику, также считаются невозможными событиями.

Насколько вероятна атака 51%?

Поскольку блокчейн поддерживается распределенной сетью узлов, все участники сотрудничают в процессе достижения консенсуса. Это одна из причин, по которой они, как правило, очень безопасны. Чем больше сеть, тем сильнее защита от атак и повреждения данных.

Когда дело доходит до блокчейнов Proof of Work, чем больше хэшрейт у майнера, тем выше шансы найти верное решение для следующего блока. Это верно, потому что майнинг включает в себя множество попыток хэширования, а большая вычислительная мощность означает больше попыток в секунду. Несколько ранних майнеров присоединились к сети Bitcoin, чтобы внести свой вклад в ее рост и безопасность. С ростом цены Bitcoin как валюты в систему вошло множество новых майнеров, стремящихся конкурировать за награды за блок (в настоящее время установленные как 6,25 BTC за блок). Такой конкурентный сценарий является одной из причин, по которой Bitcoin безопасен. У майнеров нет стимула вкладывать большие объемы ресурсов, если это не связано с честными действиями и стремлением получить награду за блок.

Таким образом, атака 51% на Bitcoin маловероятна из-за масштабов сети. Как только блокчейн становится достаточно большим, вероятность того, что один человек или группа получат достаточно вычислительной мощности, чтобы подавить всех остальных участников, быстро падает до очень низкого уровня.

Более того, изменение ранее подтвержденных блоков становится все более и более сложным по мере роста цепочки, поскольку все блоки связаны криптографическими доказательствами. По той же причине, чем больше подтверждений у блока, тем выше затраты на изменение или откат транзакций в нем. Следовательно, успешная атака, вероятно, сможет изменить транзакции только нескольких последних блоков на короткий период времени.

Двигаясь дальше, давайте представим себе сценарий, в котором злоумышленник не мотивирован прибылью и решает атаковать сеть Bitcoin только для того, чтобы уничтожить ее, невзирая на затраты. Даже если злоумышленнику удастся нарушить работу сети, программное обеспечение и протокол Bitcoin будут быстро изменены и адаптированы в ответ на эту атаку. Это потребует от других узлов сети достижения консенсуса и согласования этих изменений, но это, вероятно, произойдет очень быстро в чрезвычайной ситуации. Bitcoin очень устойчив к атакам и считается самой безопасной и надежной криптовалютой из существующих.

Хотя злоумышленнику довольно сложно получить большую вычислительную мощность, чем остальная часть сети Bitcoin, этого не так уж и сложно добиться на более мелких криптовалютах. По сравнению с Bitcoin, альткоины имеют относительно низкий объем вычислительной мощности, обеспечивающей их блокчейн. Достаточно низкий, чтобы сделать возможными атаки 51% на самом деле. Несколько примечательных примеров криптовалют, которые стали жертвами большинства атак, включают Monacoin, Bitcoin Gold и ZenCash.