Úvod
Než začneme vysvětlovat 51% útok, je nutné rozumět tomu, jak fungují blockchainové a těžební systémy.
Jednou z klíčových silných stránek Bitcoinu a jeho blockchainové technologie je distribuovaná povaha vytváření a ověřování dat. Decentralizovaná práce uzlů zajišťuje dodržování pravidel protokolu a souhlas všech účastníků sítě s aktuálním stavem blockchainu. To znamená, že většina uzlů musí pravidelně dosahovat konsenzu ohledně těžby, verze používaného softwaru, platnosti transakcí a tak dále.
Bitcoinový algoritmus konsenzu (Proof of Work) zajišťuje to, že těžaři mohou ověřit nový blok transakcí jen v případě, že správnost hashe bloku poskytnutého těžařem potvrdí síťové uzly společně (tj. hash bloku potvrdí, že těžař odvedl dost práce a našel k problému bloku platné řešení).
Blockchainová infrastruktura – jako decentralizovaná účetní kniha a distribuovaný systém – brání jakémukoli centralizovanému subjektu v tom, aby tuto síť využil k vlastním účelům, což je důvod, proč bitcoinová síť nemá jedinou oprávněnou autoritu.
Vzhledem k tomu, že proces těžby (u systémů používajících PoW) vyžaduje investici do obrovského množství elektřiny a výpočetních zdrojů, výkonnost těžaře se odvíjí od množství jeho výpočetní síly, které se obvykle označuje pojmem hashovací výkon nebo hash rate. Na různých místech existuje mnoho těžařských uzlů, které bojují o to, aby se staly tím dalším, kdo najde platný hash bloku a získá odměnu v podobě nově vygenerovaných bitcoinů.
To znamená, že těžební výkon je rozprostřený mezi různými uzly po celém světě, takže hash rate nemá v rukou jeden jediný subjekt. Nebo to tak alespoň nemá být.
Ale co by se stalo, kdyby tento hash rate už nebyl dostatečně dobře rozprostřený? Co by se stalo, kdyby jeden subjekt nebo jedna organizace dokázali získat víc než 50 % hashovacího výkonu? Jedním z možných následků takové situace by mohl být 51% útok, známý také jako útok většiny.
Co je 51% útok?
Útok většiny je potenciální útok na blockchainovou síť, kdy jeden subjekt nebo jedna organizace ovládá většinu hashovacího výkonu, což může potenciálně způsobit narušení sítě. V takové situaci by útočník měl dostatek těžařského výkonu k tomu, aby mohl úmyslně vyloučit transakci nebo upravit pořadí transakcí. Také by mohl zvrátit transakce, které provedl, když měl nad blockchainem kontrolu – což by mělo za následek vznik problému dvojí útraty.
Úspěšný útok většiny by také umožnil útočníkovi zabránit v potvrzení některých nebo všech transakcí (odepření transakcí) nebo zabránit některým nebo všem těžařům v těžbě, což by vedlo k takzvanému těžařskému monopolu.
Na druhou stranu by 51% útok neumožňoval útočníkovi zvrátit transakce jiných uživatelů ani zabránit tomu, aby lidé transakce vytvářeli a odesílali na síť. Za nemožnou se také pokládá změna odměny za blok, tvorba nových coinů nebo krádež coinů, které útočníkovi nikdy nepatřily.
Jak moc je 51% útok pravděpodobný?
Vzhledem k tomu, že blockchain provozuje distribuovaná síť uzlů, na dosažení konsenzu spolupracují všichni účastníci sítě. To je jeden z důvodů, proč bývají vysoce bezpečné. Čím větší síť, tím silnější ochrana proti útokům a poškození dat.
Pokud jde o blockchainy používající Proof of Work, tak čím větší hash rate těžař má, tím větší je pravděpodobnost, že najde platné řešení dalšího bloku. Je tomu tak proto, že těžba vyžaduje nesčetné množství hashovacích pokusů, a čím větší výpočetní výkon máte, tím víc pokusů za vteřinu stihnete. Ze začátku se k bitcoinové síti připojilo pár prvních těžařů, aby přispěli k jejímu růstu a zabezpečení. S rostoucí cenou Bitcoinu jako měny se do systému zapojila celá řada nových těžařů, aby soutěžili o odměny za blok. Toto konkurenční prostředí je jedním z důvodů, proč je Bitcoin tak bezpečný. Těžaři nemají žádnou motivaci investovat obrovské množství prostředků, pokud nechtějí jednat čestně a nesnažit se získat odměnu za blok.
Vzhledem k velikosti sítě je proto 51% útok na Bitcoin dost nepravděpodobný. Jakmile se blockchain dostatečně rozroste, pravděpodobnost, že jeden člověk nebo jedna skupina získají dostatek výpočetního výkonu na to, aby získali většinu nad všemi ostatními účastníky, rychle klesá na velmi nízkou úroveň.
Změna už potvrzených bloků je navíc tím obtížnější, čím větší blockchain je, protože všechny bloky jsou propojené kryptografickými důkazy. Proto čím víc potvrzení blok má, tím by změna nebo zvrácení obsažených transakcí bylo nákladnější. Úspěšný útok by tak nejspíš dokázal po velmi krátkou dobu upravit transakce v pár posledních blocích.
Pojďme ještě dál a představme si situaci, kdy by se na Bitcoin rozhodl zaútočit nepřátelský subjekt, kterému nejde o zisk, ale chce bitcoinovou síť zničit, ať to stojí, co to stojí. I kdyby se útočníkovi podařilo síť narušit, bitcoinový software a protokol by byl v odpovědi na tento útok velmi rychle upraven. To by sice vyžadovalo dosažení konsenzu mezi ostatními síťovými uzly, ale k tomu by nejspíš během nouzové situace došlo velmi rychle. Bitcoin je vůči útokům velmi odolný a považuje se za nejbezpečnější a nejspolehlivější kryptoměnu vůbec.
I když je pro útočníka celkem obtížné získat více výpočetní síly než zbytek bitcoinové sítě, u menších kryptoměn to až tak obtížné není. Altcoinové blockchainy zabezpečuje ve srovnání s Bitcoinem celkem nízké množství hashovacího výkonu, které je dostatečně malé na to, aby 51% útoky umožňovalo. Mezi pár příkladů, které se staly obětí útoků většiny, patří například Monacoin, Bitcoin Gold a ZenCash.