Въведение
Преди да се потопите в 51% атака, от решаващо значение е да имате добро разбиране за копаене и базирани на блокчейн системи.
Една от ключовите силни страни на биткойн и неговата основна блокчейн технология е разпределеният характер на изграждане и проверка на данни. Децентрализираната работа на възлите гарантира, че правилата на протокола се спазват и че всички участници в мрежата са съгласни за текущото състояние на блокчейна. Това означава, че по-голямата част от възлите трябва редовно да постигат консенсус по отношение на процеса на копаене, версията на използвания софтуер, валидността на трансакциите и т.н.
Алгоритъмът за консенсус на биткойн (доказателство за работа) е това, което гарантира, че копачите могат да валидират нов блок от трансакции само ако мрежовите възли колективно се съгласят, че хешът на блока, предоставен от копача, е точен (т.е. хешът на блока доказва, че копачът е извършил достатъчно работа и намерил валидно решение за проблема на този блок).
Блокчейн инфраструктурата - като децентрализирана книга и разпределена система - не позволява на всеки централизиран субект да използва мрежата за свои собствени цели, което е причината да няма единен орган в мрежата на биткойн.
Тъй като процесът на копаене (в PoW-базирани системи) включва инвестиране на огромни количества електроенергия и изчислителни ресурси, производителността на даден копач се основава на количеството изчислителна мощност, с която разполага, и това обикновено се нарича хеш мощност или хешрейт . Има много възли за копаене на различни места и те се състезават кой да бъде следващият, който ще намери валиден блок хеш и ще бъде възнаграден с новогенерирани биткойни.
В такъв контекст мощността за копаене се разпределя върху различни възли по целия свят, което означава, че хешрейтът не е в ръцете на един субект. Поне не трябва да е така.
Но какво се случва, когато хешрейтът вече не се разпределя достатъчно добре? Какво се случва, ако например един субект или организация е в състояние да получи повече от 50% от мощността на хеширане? Една възможна последица от това е това, което наричаме 51% атака, известна още като мажоритарна атака.
Какво е 51% атака?
51% атаката е потенциална атака срещу блокчейн мрежа, при която едно лице или организация е в състояние да контролира по-голямата част от хешрейта, което потенциално причинява прекъсване на мрежата. В такъв сценарий нападателят ще има достатъчно мощност за копаене, за да изключи умишлено или да промени подреждането на трансакциите. Той би могъл също да обърне трансакции, които е направил, докато е под контрол - което води до проблем с двойното харчене.
Успешната мажоритарна атака също би позволила на нападателя да предотврати потвърждаването на някои или всички трансакции (отказ на услугата на трансакция) или да попречи на някои или всички други копачи да копаят, което води до това, което е известно като монопол за копаене.
От друга страна, мажоритарната атака няма да позволи на нападателя да обърне трансакции от други потребители, нито да предотврати създаването и излъчването на трансакции към мрежата. Промяната на наградата на блока, създаването на монети от нищото или кражбата на монети, които никога не са принадлежали на нападателя, също се считат за невъзможни събития.
Колко вероятна е 51% атаката?
Тъй като блокчейнът се поддържа от разпределена мрежа от възли, всички участници си сътрудничат в процеса на постигане на консенсус. Това е една от причините те да са много защитени. Колкото по-голяма е мрежата, толкова по-силна е защитата срещу атаки и повреда на данните.
Когато става въпрос за блокчейн на доказателство за работа, колкото по-висок хешрейт има копачът, толкова по-големи са шансовете да се намери валидно решение за следващия блок. Това е вярно, защото копането включва безброй опити за хеширане и повече изчислителна мощност означава повече опити в секунда. Няколко ранни копачи се присъединиха към биткойн мрежата, за да допринесат за нейния растеж и сигурност. С нарастващата цена на биткойн като валута, много нови копачи влязоха в системата, целящи да се конкурират за наградите за блокове (понастоящем определени като 12,5 BTC на блок). Такъв конкурентен сценарий е една от причините биткойн да е сигурен. Копачите нямат стимул да инвестират големи количества ресурси, ако не действат честно и се стремят да получат наградата за блок.
Следователно 51% атака срещу биткойн е малко вероятна поради мащаба на мрежата. След като блокчейн нарасне достатъчно, вероятността един човек или група да получат достатъчно изчислителна мощност, за да преодолеят всички останали участници, бързо спада до много ниски нива.
Освен това промяната на потвърдените преди това блокове става все по-трудна с нарастването на веригата, тъй като всички блокове са свързани чрез криптографски доказателства. По същата причина, колкото повече потвърждения има един блок, толкова по-високи са разходите за промяна или връщане на трансакции в него. Следователно, една успешна атака вероятно би могла да промени трансакциите на няколко скорошни блока за кратък период от време.
Продължавайки по-нататък, нека си представим сценарий, при който злонамерен субект не е мотивиран от печалба и решава да атакува биткойн мрежата само за да я унищожи, независимо от разходите. Дори ако нападателят успее да наруши мрежата, биткойн софтуерът и протоколът ще бъдат бързо модифицирани и адаптирани като отговор на тази атака. Това ще изисква другите мрежови възли да постигнат консенсус и да се споразумеят за тези промени, но това вероятно ще се случи много бързо по време на извънредна ситуация. Биткойнът е много устойчив на атаки и се счита за най-сигурната и надеждна съществуваща криптовалута.
Въпреки че е доста трудно за нападателя да получи повече изчислителна мощност от останалата част от биткойн мрежата, това не е толкова трудно да се постигне с по-малки криптовалути. В сравнение с биткойн, алткойните имат сравнително малко количество мощност на хеширане, което осигурява техния блокчейн. Достатъчно ниско, за да направи възможно 51% атаки да се случат действително. Няколко забележителни примера за криптовалути, които са били жертви на мажоритарни атаки, включват Monacoin, Bitcoin Gold и ZenCash.