Что такое атака 51% и как ее обнаружить?

Несмотря на поддержку Технологии блочейна который обещает безопасность, неизменность и полную прозрачность, многие криптовалюты, такие как Bitcoin SV (БСВ), Litecoin (LTC) и Ethereum Classic (ETC) в прошлом несколько раз подвергались атакам 51%. Хотя существует множество механизмов, с помощью которых злоумышленники могут и использовали блокчейны, атака 51% или атака большинства, как ее также называют, происходит, когда группа майнеров или организация контролирует более 50% хэш-мощности блокчейна и затем берет на себя контроль над ним. 

Возможно, это самый дорогой и утомительный метод компрометации блокчейна. 51% атак были в основном успешными в небольших сетях, которым требуется меньшая хеш-мощность для преодоления большинства узлов.

Понимание атаки 51% 

Прежде чем углубляться в технику атаки 51%, важно понять, как блокчейны записывают транзакции, проверьте их и различные элементы управления, встроенные в их архитектуру, чтобы предотвратить любые изменения. Использование криптографических методов для соединения последующих блоков, которые сами по себе являются записями транзакций, имевших место в сети, блокчейн принимает один из двух типов механизмов консенсуса проверять каждую транзакцию через свою сеть узлов и постоянно их записывать.

В то время как узлы в доказательство работы (PoW) блокчейну необходимо решать сложные математические головоломки, чтобы проверять транзакции и добавлять их в блокчейн, доказательство кола (PoS) Блокчейн требует, чтобы узлы поставили определенное количество собственных токенов, чтобы получить статус валидатора. В любом случае, атаку 51% можно организовать, контролируя хешрейт майнинга сети или управляя более чем 50% токенов, размещенных в блокчейне.

Чтобы понять, как работает атака 51%, представьте, что более 50% всех узлов, выполняющих эти функции проверки, объединятся, чтобы внедрить другую версию блокчейна или выполнить атаку типа «отказ в обслуживании» (DOS). Последний представляет собой тип атаки 51%, при которой оставшиеся узлы не могут выполнять свои функции, в то время как атакующие узлы добавляют новые транзакции в блокчейн или стирают старые. В любом случае злоумышленники потенциально могут отменить транзакции и даже дважды потратить собственный крипто-токен, что сродни созданию поддельной валюты.

Излишне говорить, что такая атака 51% может поставить под угрозу всю сеть и косвенно привести к большим потерям для инвесторов, владеющих нативным токеном. Несмотря на то, что создание измененной версии исходного блокчейна требует феноменально большого количества вычислительной мощности или криптовалюты, в случае крупных блокчейнов, таких как Bitcoin or Эфириум, это не так надуманно для небольших блокчейнов. 

Даже DOS-атака способна парализовать работу блокчейна и может негативно повлиять на цену базовой криптовалюты. Однако маловероятно, что более старые транзакции после определенного предела могут быть отменены и, таким образом, подвергают риску только самые последние или будущие транзакции, совершенные в сети.

Возможна ли атака 51% на Биткойн?

Для блокчейна PoW вероятность атаки 51% уменьшается по мере увеличения мощности хеширования или вычислительной мощности, используемой в секунду для майнинга. В случае биткойна (BTC) сеть, преступникам нужно будет контролировать более половины Биткойн хэш который в настоящее время составляет около 290 экзахэшей/с, что требует от них доступа как минимум к 1.3 миллионам самых мощных специализированные майнеры на интегральных схемах (ASIC) например, Antminer S19 Pro от Bitmain, который продается по цене около 3,700 долларов за штуку. 

Это означает, что злоумышленникам необходимо приобрести оборудование для майнинга на общую сумму около 10 миллиардов долларов только для того, чтобы получить шанс провести атаку 51% на сеть Биткойн. Кроме того, есть другие аспекты, такие как затраты на электроэнергию и тот факт, что они не будут иметь права на какое-либо вознаграждение за майнинг, применимое к честным узлам. 

Однако для небольших блокчейнов, таких как Bitcoin SV, сценарий совершенно другой, поскольку скорость хэширования сети составляет около 590PH/s, что делает сеть Биткойн почти в 500 раз более мощной, чем Биткойн SV.

 Однако в случае блокчейна PoS, такого как Ethereum, злоумышленникам потребуется более половины всего эфира (ETH) токены, которые заблокированы в контрактах на размещение в сети. Для этого потребуются миллиарды долларов только с точки зрения покупки необходимой вычислительной мощности, чтобы иметь хоть какое-то подобие запуска успешной атаки 51%. 

Более того, в случае неудачной атаки все поставленные токены могут быть конфискованы или заблокированы, что нанесет серьезный финансовый удар организациям, участвующим в предполагаемой атаке.

Как обнаружить и предотвратить атаку 51% на блокчейн?

Первой проверкой любого блокчейна будет обеспечение того, чтобы ни одна организация, группа майнеров или даже майнинговый пул не контролировала более 50% хешрейта майнинга сети или общего количества размещенных токенов. 

Это требует, чтобы блокчейны постоянно проверяли объекты, участвующие в процессе майнинга или стейкинга, и принимали меры по исправлению положения в случае нарушения. К сожалению, блокчейн Bitcoin Gold (BTG) не мог предвидеть или предотвратить это в мае 2018 года. аналогичная атака повторяется в январе 2020 г. это привело к тому, что неизвестный актер дважды потратил BTG на сумму почти 70,000 XNUMX долларов. 

Во всех этих случаях атака 51% стала возможной благодаря тому, что один сетевой злоумышленник получил контроль над более чем 50% вычислительной мощности, а затем приступил к глубокому взлому. реорганизации оригинального блокчейна которые отменяют завершенные транзакции.

Неоднократные атаки на Bitcoin Gold указывают на важность использования майнеров ASIC вместо более дешевого майнинга на основе GPU. Поскольку Bitcoin Gold использует алгоритм Zhash, который делает возможным майнинг даже на потребительских видеокартах, злоумышленники могут позволить себе запустить атаку 51% на свою сеть без необходимости вкладывать значительные средства в более дорогие майнеры ASIC. 

Этот пример атаки 51% действительно подчеркивает превосходные средства управления безопасностью, предлагаемые майнерами ASIC, поскольку им требуется больший объем инвестиций для их приобретения, и они созданы специально для конкретной цепочки блоков, что делает их бесполезными для майнинга или атаки на другие цепочки блоков.

Однако в случае, если майнеры криптовалют, таких как BTC, перейдут на более мелкие альткойны, даже небольшое их количество потенциально может контролировать более 50% хэшрейта меньшей сети альткойна. 

Более того, с поставщиками услуг, такими как NiceHash, которые позволяют людям арендовать вычислительную мощность для спекулятивного майнинга криптовалюты, затраты на запуск атаки 51% могут быть значительно снижены. Это привлекло внимание к необходимости мониторинга реорганизации цепочек в блокчейнах в режиме реального времени, чтобы выявить продолжающуюся атаку 51%. 

Инициатива цифровой валюты (DCI) MIT Media Lab — одна из таких инициатив, которая создала систему для активного мониторинга ряда блокчейнов PoW и их криптовалют, сообщая о любых подозрительных транзакциях, которые могли дважды потратить собственный токен во время атаки 51%.

Криптовалюты, такие как Hanacoin (HANA), Vertcoin (VTC), Verge (XVG), Expanse (EXP) и Litecoin, — это лишь несколько примеров блокчейн-платформ, которые столкнулись с атакой 51%, как сообщает инициатива DCI. 

Из них атака Litecoin в июле 2019 года является классическим примером атаки 51% на блокчейн Proof-of-Stake, даже несмотря на то, что злоумышленники не добыли никаких новых блоков и дважды потратили токены LTC, которые стоили менее 5,000 долларов США на время атаки. 

Это делает выделить более низкие риски 51% атак на блокчейны PoS, считая их менее привлекательными для сетевых злоумышленников, и является одной из многих причин, по которым все большее число сетей переходят на механизм консенсуса PoS.