Was ist eine 51% Attacke
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Was ist eine 51% Attacke

Was ist eine 51% Attacke

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Veröffentlicht Nov 28, 2018Aktualisiert Apr 20, 2023
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Bevor wir tiefer in die Materie des 51% Angriffs eintauchen, ist es wichtig, ein gutes Verst√§ndnis f√ľr Mining und blockchain-basierte Systeme zu entwickeln.

Eine der Hauptst√§rken von Bitcoin und der zugrunde liegenden Blockchain-Technologie ist die verteilte Art des Erstellens und Verifizierens von Daten. Die dezentrale Arbeit der Knoten stellt sicher, dass die Protokollregeln eingehalten werden und dass sich alle Netzwerkteilnehmer √ľber den aktuellen Stand der Blockchain einig sind. Das bedeutet, dass die Mehrheit der Knoten regelm√§√üig einen Konsens in Bezug auf den Prozess des Mining, die Version der verwendeten Software, die G√ľltigkeit von Transaktionen usw. erzielen muss.

Der Bitcoin-Konsensalgorithmus (Proof-of-Work) stellt sicher, dass Miner nur dann einen neuen Transaktionsblock validieren k√∂nnen, wenn die Netzwerkknoten gemeinsam zustimmen, dass der vom Miner bereitgestellte Blockhash korrekt ist (d.h. der Blockhash beweist, dass der Miner gen√ľgend Arbeit geleistet und eine g√ľltige L√∂sung f√ľr das Problem dieses Blocks gefunden hat).¬†

Die Blockchain-Infrastruktur - als dezentrales Aufzeichnungsmodell und verteiltes System - verhindert, dass eine zentrale Stelle das Netzwerk f√ľr eigene Zwecke kooptiert. Daher gibt es im Bitcoin-Netzwerk auch keine einzige Autorit√§t.

Da der Prozess des Mining (in PoW-basierten Systemen) die Investition gro√üer Mengen an Strom und Rechenressourcen ben√∂tigt, basiert die Leistung eines Miners auf der Menge an Rechenleistung, die er hat, und dies wird normalerweise als Hash-Power oder Hash-Rate bezeichnet. Es gibt viele Miningknoten an verschiedenen Orten und sie konkurrieren darum, die n√§chsten zu sein, die einen g√ľltigen Blockhash finden und mit neu erzeugten Bitcoins belohnt werden.

In einem solchen Kontext ist die Mining-Leistung auf verschiedene Knoten auf der ganzen Welt verteilt, was bedeutet, dass die Hash-Rate nicht in den Händen einer einzelnen Einheit liegt. Zumindest sollte es das nicht sein.

Aber was passiert, wenn die Hash-Rate nicht mehr gut genug verteilt ist? Was passiert, wenn beispielsweise eine einzelne Einheit oder Organisation in der Lage ist, mehr als 50% der Hash-Power zu erhalten? Eine mögliche Folge davon ist das, was wir einen 51% Angriff nennen, auch bekannt als Mehrheitsangriff.


Was ist ein 51% Angriff?

Ein 51% Angriff ist ein potenzieller Angriff auf das Bitcoin (oder ein anderes Blockchain-Netzwerk), bei dem eine einzelne Einheit oder Organisation in der Lage ist, den Gro√üteil der Hash-Rate zu kontrollieren, was m√∂glicherweise zu einer Netzwerkunterbrechung f√ľhren kann. Mit anderen Worten, der 51% Angreifer h√§tte gen√ľgend Mining-Power, um Transaktionen bewusst auszuschlie√üen oder ihre Reihenfolge zu √§ndern.

Ein solcher Angriff w√ľrde es der b√∂sartigen Einheit erm√∂glichen Transaktionen, die es gemacht hat w√§hrend sie in Kontrolle des Netzwerks war, r√ľckg√§ngig zu machen, was wahrscheinlich zu doppelten Ausgaben f√ľhren w√ľrde. Ein erfolgreicher Mehrheitsangriff w√ľrde es dem Angreifer zudem erm√∂glichen, zu verhindern, dass einige oder alle Transaktionen best√§tigt (alias Transaction Denial of Service) oder dass einige oder alle Miner am minen verhindert werden, was zu dem sogenannten Mining-Monopol f√ľhrt.

Andererseits w√ľrde ein Mehrheitsangriff es dem Angreifer¬†weder erlauben¬†die Transaktionen anderer Personen¬†r√ľckg√§ngig zu machen¬†noch zu verhindern, dass Transaktionen an das Netzwerk gesendet werden.¬†Die Belohnung des Blocks zu √§ndern, Coins aus dem Nichts zu erschaffen oder Coins zu stehlen, die nie dem Angreifer geh√∂rten, sind ebenfalls sehr unwahrscheinliche Szenarien.


Wie wahrscheinlich ist ein 51% Angriff? 

Da ein Blockchain-Netzwerk von einem verteilten Netzwerk von Knoten unterhalten wird, arbeiten alle Teilnehmer im Prozess der Konsensfindung zusammen. Dies ist einer der Hauptgr√ľnde, warum Blockchain-Netzwerke in der Regel sicher sind. Gr√∂√üere Netzwerke haben einen st√§rkeren Schutz vor Angriffen und Datenkorruption.

Bei Proof-of-Work Blockchains gilt: Je mehr Hash-Rate ein Miner hat, desto h√∂her sind die Chancen eine g√ľltige L√∂sung f√ľr den n√§chsten Block zu finden. Dies ist wahr, denn Mining beinhaltet eine Vielzahl von Hash-Versuchen und mehr Rechenleistung bedeutet mehr Versuche pro Sekunde. Mehrere fr√ľhe Miner schlossen sich dem Bitcoin-Netzwerk an, um zum Wachstum und zur Sicherheit der Netzwerke beizutragen. Mit dem steigenden Preis von Bitcoin als W√§hrung haben sich zahlreiche neue Miner dem Netzwerk angeschlossen, die um die Blockbelohnungen konkurrieren wollen (derzeit 12,5 BTC pro Block). Ein solches Wettbewerbsszenario ist einer der Gr√ľnde, warum das Bitcoin-Netzwerk sicher ist. Wenn nicht gerade daf√ľr um ehrlich zu handeln und sich um die Blockpr√§mie zu bem√ľhen, haben Miner keinen Grund gro√üe Mengen an Ressourcen zu investieren.

Daher ist ein 51% Angriff auf Bitcoin aufgrund der Gr√∂√üe des Netzwerks eher unwahrscheinlich. Sobald eine Blockchain gro√ü genug wird, w√§chst die Aussicht, dass eine einzelne Person oder Gruppe gen√ľgend Rechenleistung akkumuliert, um alle anderen Teilnehmer zu √ľberw√§ltigen, schnell auf ein unerreichbares Niveau.¬†

Au√üerdem wird das √Ąndern der zuvor best√§tigten Bl√∂cke mit zunehmendem Wachstum der Chain immer schwieriger, da die Bl√∂cke alle durch kryptographische Proofs miteinander verbunden sind. Aus dem gleichen Grund gilt: Je mehr Best√§tigungen ein Block hat, desto h√∂her sind die Kosten f√ľr die √Ąnderung oder den Widerruf der Transaktionen dieses Blocks. Daher w√§re ein erfolgreicher Angriff wahrscheinlich nur in der Lage die Transaktionen einiger weniger neuerer Bl√∂cke f√ľr einen kurzen Zeitraum zu √§ndern.

Im Folgenden stellen wir uns ein Szenario vor, in dem ein b√∂sartiges Unternehmen nicht durch Profit motiviert ist und beschlie√üt das Bitcoin-Netzwerk anzugreifen, unabh√§ngig von den entstehenden Kosten, nur um es zerst√∂ren zu wollen. Selbst wenn es dem Angreifer gelingt das Netzwerk zu st√∂ren, w√ľrde die Bitcoin-Software und das Bitcoin-Protokoll schnell ge√§ndert und als Reaktion auf diesen Angriff angepasst werden. Dies w√ľrde erfordern, dass die anderen Netzwerkknoten einen Konsens erzielen und sich auf diese √Ąnderungen einigen, was in einer Notsituation wahrscheinlich sehr schnell geschehen w√ľrde. Bitcoin ist sehr widerstandsf√§hig gegen Angriffe und gilt als die sicherste und zuverl√§ssigste Kryptow√§hrung, die es gibt.¬†

Obwohl es f√ľr einen Angreifer ziemlich schwierig ist mehr Rechenleistung zu akkumulieren als der Rest des Bitcoin-Netzwerks, ist das bei kleineren Kryptow√§hrungen nicht so schwierig. Im Vergleich zu Bitcoin haben Altcoins eine relativ geringe Menge an Hashing-Power, die ihre Blockchain sichert. Niedrig genug, um 51% Angriffe tats√§chlich zu erm√∂glichen. Einige bemerkenswerte Beispiele f√ľr Kryptow√§hrungen, die Opfer von Mehrheitsangriffen wurden, sind Monacoin, Bitcoin Gold und ZenCash.

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